國內(nèi)外比較好的幾款飛控系統(tǒng)介紹和性能配置

-.國內(nèi)外幾款比較好的飛控產(chǎn)品（1）零度智控的YS09飛控套件主要參數(shù)：開發(fā)板硬件資源介紹電源芯片LM2596-5，允許輸入7~20V電壓，為電路板提供穩(wěn)定5V；LM2677，為舵機(jī)、接收機(jī)提供6V電壓，統(tǒng)一供電。中央處理器CPUATMEL公司的AT91RM9200，工業(yè)級，主頻200MHZ。外部動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器1片SDRAM，HY57V641620E。FLASH1片512K的DATAFLASH；可擴(kuò)充32M的FLASH，RC28F320J3C-125。串口4個(gè)全雙工串口，包含1個(gè)DBG口。調(diào)試及下載接口一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)10芯JTAG口。FPGAALTERA公司的CYCLONE系列EP1C3T100。LED指示燈兩個(gè)貼片LED，可由程序及FPGA代碼控制點(diǎn)亮與熄滅。GPS模塊UBLOX的LEA-4S，支持4HZ刷新率。壓力計(jì)集成IMU兩個(gè)MS5534A氣壓傳感器，數(shù)字SPI總線，精度0.1mba，可獲得氣壓高度與空速。AnalogDevices公司新推出的3軸加速度計(jì)與3軸陀螺儀集成器件ADIS16355，IMU整體解決方案，消除正交誤差。電壓轉(zhuǎn)換芯片一片AD7998，8個(gè)獨(dú)立通道，12位轉(zhuǎn)換精度，TWI總線。其它留有系統(tǒng)擴(kuò)展接口，輸出到舵機(jī)的信號全部由驅(qū)動(dòng)芯片74LVC16245進(jìn)行了隔離。圖13YS09飛控正視圖圖14YS09飛控后視圖（2）北京普洛特?zé)o人飛行器科技有限公司的UP30/40飛控系統(tǒng)UP30性能參數(shù)：集成3軸MEMS加速度計(jì)、速率陀螺，GPS，空速傳感器，及更高精度的全數(shù)字氣壓高度計(jì)供電范圍擴(kuò)展為4~26V，很多電動(dòng)飛機(jī)的動(dòng)力電可以直接給其供電體積相對UP20更小巧，僅為40X100X12mm3，重量26g外部接口和任務(wù)功能靈活且可以定制可內(nèi)置3軸電子羅盤，支持3軸云臺(tái)控制具備GPS/INS慣性導(dǎo)航功能，滿足在丟星情況下返回起飛點(diǎn)舵機(jī)擴(kuò)展到10~24個(gè)，分別可以執(zhí)行飛行控制和其他任務(wù)支持國產(chǎn)低速通訊電臺(tái)（最低波特率至1200bps），使得通訊距離更遠(yuǎn)、更可靠、誤碼率更低2~6個(gè)10位AD，1路16位AD，充分滿足任務(wù)數(shù)據(jù)采集需求大氣數(shù)據(jù)探測能力，可以觀測大氣溫壓濕，以及風(fēng)向風(fēng)速具備UP20所具備的定時(shí)定距以及定點(diǎn)的航拍功能具備2路轉(zhuǎn)速監(jiān)測，特別適合于雙發(fā)動(dòng)機(jī)的無人機(jī)、無人飛艇的轉(zhuǎn)速監(jiān)測新的電氣停車功能支持除了原來的磁電機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)（如小松系列），還支持CDI點(diǎn)火的發(fā)動(dòng)機(jī)（如3w等）支持全自動(dòng)傘降；可連接超聲波高度傳感器實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的滑跑降落，只需要在地面站上指定降落點(diǎn)與方向以及左右盤旋，飛控自動(dòng)推算下滑航線。支持各種起飛方式的全自動(dòng)起飛使用新一代GPS模塊，50通道，具備-160dB的接收靈敏度，冷啟動(dòng)定位僅需要29秒，具備GPS、GALILEO、SBAS等多重定位源定位能力。軟件設(shè)定，支持24個(gè)方向的安裝軟件設(shè)定使用接收機(jī)類型或者無接收機(jī)更大的照片pos數(shù)據(jù)容量，2978張圖15UP30及其配套的500mw數(shù)傳電臺(tái)（3）北京航空航天大學(xué)研發(fā)的iFLY40飛控iFLY40是北京航空航天大學(xué)自行研制的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代自動(dòng)駕駛儀。iFLY40內(nèi)部集成了三軸MEMS陀螺儀、三軸MEMS加速度計(jì)、微型氣壓高度計(jì)、微型空速傳感器、微型磁通門、微型GPS接收機(jī)等，功能齊全，性能與國外同類產(chǎn)品相當(dāng)。而且iFLY40通過捷聯(lián)解算可以實(shí)時(shí)測量出飛機(jī)的三軸航姿，從而能夠?qū)崿F(xiàn)類似大中型無人機(jī)的精確姿態(tài)控制，這是絕大多數(shù)同類產(chǎn)品所不具備的功能。iFLY40還有一個(gè)特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟硬件的重新定制，使之更適合于某種特定的飛行平臺(tái)或任務(wù)，這是國外同類產(chǎn)品無法比擬的。主要特點(diǎn)：◆集成GPS接收機(jī)、三軸MEMS陀螺和三軸MEMS加速度計(jì)、氣壓高度計(jì)和氣壓空速計(jì)、數(shù)字磁羅盤◆雙ARM7TDMI內(nèi)核CPU，分離的任務(wù)導(dǎo)航和飛行控制計(jì)算◆16通道GPS接收機(jī)，4Hz輸出，35秒快速定位時(shí)間，2.5米CEP精度◆三維航跡和航速保持，多種航跡跟蹤模式選擇◆基于捷聯(lián)姿態(tài)解算和雙矢量姿態(tài)解算的數(shù)據(jù)融合，在穩(wěn)定控制的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)姿態(tài)控制◆反饋PID和前饋式控制算法，保證良好的飛行姿態(tài)◆由混合分配表輸出舵面舵機(jī)，可方便的設(shè)置混控和調(diào)整中位◆包含電子地圖功能的地面站軟件，可在線更改航線和任務(wù)，可實(shí)時(shí)進(jìn)行半自主式遙控，并可以實(shí)時(shí)記錄飛行數(shù)據(jù)和離線回放◆包含路由能力的通訊服務(wù)，可以方便的形成無人機(jī)組網(wǎng)系統(tǒng)，且協(xié)議對用戶開放◆獨(dú)立的手動(dòng)/自動(dòng)切換模塊，更好的可靠性和可用性，兼容所有常見RC設(shè)備，并提供RC遙控超距監(jiān)測和保護(hù)功能◆可在線調(diào)整和保存所有控制參數(shù)，附帶使用方便的獨(dú)立式參數(shù)調(diào)整軟件◆可實(shí)時(shí)遙測飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)，自動(dòng)駕駛儀內(nèi)部的在線數(shù)據(jù)記錄時(shí)間可達(dá)6.8小時(shí)（所有遙測數(shù)據(jù)全部記錄）◆包含主電源電壓過低、舵機(jī)電壓過低、GPS定位精度過低、高度過低、高度過高、速度過低、姿態(tài)超限、用戶自定義等各種特殊情況下的應(yīng)急處理機(jī)制◆支持RS-485、RS-422、RS-232、TTL電平等多種接口的數(shù)據(jù)鏈路◆體積僅70×35×35mm，重量僅57g，功耗僅160mA7.2V圖16iFLY40飛控盒圖17iFLY40專業(yè)板內(nèi)核電板（4）加拿大Micropilot公司MP2028飛控加拿大Micropilot的自動(dòng)駕駛儀：MP2028,MP2128,MP2128Heli世界上最小的自動(dòng)駕駛儀，集成了無人機(jī)自動(dòng)駕駛儀的全部功能，性能非常優(yōu)越。特點(diǎn)：·體積小、重量輕·調(diào)試方便，簡單·自帶超聲波高度傳感器，能垂直起飛、降落應(yīng)用：·航模無人機(jī)自主飛行試驗(yàn)·小型測繪無人機(jī)航拍規(guī)格：導(dǎo)航GPS更新速率1Hz航點(diǎn)模式下可移動(dòng)伺服舵機(jī)航點(diǎn)模式下可改變高度航點(diǎn)模式下可改變空速用戶可自定義待命航線用戶可自定義錯(cuò)誤處理方式RPV和UAV模式支持DGPS精度緩沖區(qū)可存儲(chǔ)多達(dá)1000個(gè)航點(diǎn)命令伺服升降舵輔助翼，襟副翼，4個(gè)伺服副翼，獨(dú)立副翼，V-尾，X-尾，分離的方向舵8/16/24伺服伺服更新速率50Hz獨(dú)立的伺服和main電池電源供應(yīng)獨(dú)立的伺服和main電壓監(jiān)視集成的RC伺服分辨率，11位數(shù)傳遙測，數(shù)據(jù)記錄和視頻遙測功能（每秒發(fā)送100個(gè)用戶自定義數(shù)據(jù)）遙測更新速率5Hz板載數(shù)據(jù)記錄47個(gè)域，1.5MB5Hz數(shù)據(jù)記錄更新速率視頻重疊（16個(gè)用戶自定義數(shù)據(jù)域）控制系統(tǒng)30Hz內(nèi)部PID閉環(huán)更新速率增益調(diào)節(jié)用于最優(yōu)控制方向舵-副翼前饋控制提高了轉(zhuǎn)向性能副翼-升降舵前饋控制提高了在轉(zhuǎn)向時(shí)的高度保持穩(wěn)定性自主起飛和降落用戶可自定義反饋PID閉環(huán)用戶可自定義表查詢功能HORIZONmp地面站軟件系統(tǒng)包括HORIZONmp地面控制軟件用于操作訓(xùn)練的MP2028g模擬器飛行中增益可調(diào)飛行中航點(diǎn)可調(diào)地面站可遙控負(fù)載伺服舵機(jī)支持鼠標(biāo)點(diǎn)擊編輯航點(diǎn)功能傳感器最大空速500kph最大高度12000m3軸加速度計(jì)2G3軸陀螺儀最大角速率150°/s物理特性重量28g（包括GPS接收機(jī)，陀螺儀及所有的傳感器）電流消耗（包括GPS接收機(jī)，陀螺，所有的產(chǎn)感器和GPS天線140mA6.5V供電電壓4.2到26V長-寬-高10-4支持現(xiàn)場軟件升級圖18MP2028飛控（5）美國UAVFlightSystems公司AP50飛控1.自動(dòng)駕駛儀的規(guī)格

●主板全重：45克

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外形尺寸：140×48×25毫米

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主板功耗：6.0VDC120毫安

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最大速度：1275公里/小時(shí)

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最大高度：5000米

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破壞過載：100G

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工作溫度：-20至+85攝氏度

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環(huán)境濕度：95%（非凝結(jié)）

2.自動(dòng)駕駛儀的特性

●

8路PID飛行控制通道和一路PID航線跟蹤通道

●

副翼、升降舵、油門、方向舵和襟翼五個(gè)操縱舵面

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全電子調(diào)諧傳感器：俯仰陀螺、滾轉(zhuǎn)陀螺、偏航陀螺、兩軸加速度計(jì)、空速傳感器、氣壓高度計(jì)和主、備電源監(jiān)視器

●

三個(gè)微處理機(jī)（CPU）和GPS衛(wèi)星定位接收機(jī)

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24個(gè)航路點(diǎn)、經(jīng)緯度和極坐標(biāo)兩種設(shè)置方式、可儲(chǔ)存6條8航路點(diǎn)自定義制式航線

●

3個(gè)任務(wù)舵機(jī)通道、3個(gè)TTL數(shù)字控制輸出信號

●

RC、RC_RF、RPV_RC、RPV_RF和UAV五種飛行控制模式、六個(gè)飛行狀態(tài)

●

V尾、升降副翼和襟副翼交聯(lián)、舵機(jī)換向

●

多機(jī)制可選組合飛行控制方案

●

電動(dòng)飛機(jī)控制功能

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16個(gè)飛行數(shù)據(jù)和15個(gè)導(dǎo)航數(shù)據(jù)記錄

●

二路8位A/D模擬數(shù)據(jù)記錄通道、8K緩存

●

一個(gè)GCS地面站鏈路端口（TTL電平、二進(jìn)制格式）

●

兩個(gè)RS-232鏈路端口（ASCII文本格式）

●

自動(dòng)起降功能

●

多故障保護(hù)功能

●

公制度量單位

AP50自動(dòng)駕駛儀的兩個(gè)主要功能是：飛行和增穩(wěn)控制、導(dǎo)航和任務(wù)控制。飛行和增穩(wěn)控制，采用數(shù)字PID控制運(yùn)算方式，通過六個(gè)自定義飛行狀態(tài)的被控量參數(shù)設(shè)置表（變參控制）來控制各飛行舵面。導(dǎo)航和任務(wù)控制，用于任務(wù)航線編制和任務(wù)（事件）作業(yè)。

3.

導(dǎo)航和任務(wù)控制系統(tǒng)

可以設(shè)置24個(gè)航路點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)、航路點(diǎn)序號、航段飛行速度、航段飛行高度、航路點(diǎn)半徑等參數(shù)。駕駛儀將根據(jù)這些設(shè)置確定的任務(wù)航線，通過GPS衛(wèi)星定位接收機(jī)獲取飛機(jī)當(dāng)前位置信息，經(jīng)CPU運(yùn)算后通過飛行控制系統(tǒng)，控制飛機(jī)按航路點(diǎn)序號以設(shè)定的速度和高度順序飛行。在每個(gè)航路點(diǎn)上，可以根據(jù)任務(wù)要求設(shè)置事件指令，飛機(jī)在抵達(dá)裝有事件指令的航路點(diǎn)后，將執(zhí)行任務(wù)作業(yè)。任務(wù)作業(yè)包括：●

環(huán)繞目標(biāo)的制式航線循環(huán)飛行

●

控制任務(wù)舵機(jī)動(dòng)作

●

控制TTL數(shù)字信號輸出

●

關(guān)閉或接通RC遙控接收機(jī)

●

控制機(jī)載視頻設(shè)備工作

●

關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)等AP50駕駛儀的導(dǎo)航和任務(wù)系統(tǒng)，在同一個(gè)航路點(diǎn)上可以安裝多個(gè)事件指令，飛機(jī)抵達(dá)后將同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)。

AP50駕駛儀的環(huán)繞目標(biāo)制式航線，可以根據(jù)任務(wù)需要自定義樣式、尺寸、位移和循環(huán)飛行時(shí)間。

3個(gè)任務(wù)舵機(jī)和3個(gè)TTL

數(shù)字信號，由任務(wù)事件列表控制在目標(biāo)航點(diǎn)執(zhí)行。

飛機(jī)離開起飛點(diǎn)后，RC遙控接收機(jī)可以設(shè)為關(guān)閉，飛機(jī)返回時(shí)設(shè)為接通，這樣在執(zhí)行任務(wù)期間就可以使飛機(jī)免受外界信號的干擾。

4.飛行和增穩(wěn)控制系統(tǒng)

集成在駕駛儀上的俯仰陀螺、滾轉(zhuǎn)陀螺、偏航陀螺、兩軸加速度計(jì)、空速傳感器和氣壓高度計(jì)，以及GPS速度和高度可以獲取飛機(jī)的飛行信息，這些參數(shù)經(jīng)CPU運(yùn)算后再通過PID控制回路控制各飛行舵面，實(shí)現(xiàn)飛行和增穩(wěn)控制。AP50駕駛儀采用了多個(gè)串級PID控制回路，可以根據(jù)不同的使用要求靈活組成多種控制方案。各通道控制功能如下●

副翼PID通道控制：滾轉(zhuǎn)角、滾轉(zhuǎn)增穩(wěn)

●

升降舵PID通道控制：俯仰增穩(wěn)、俯仰角、飛行速度、飛行高度

●

油門PID通道控制：飛行高度、飛行速度

●

方向舵PID通道控制：轉(zhuǎn)彎速率、偏航增穩(wěn)

●

航向PID通道控制：轉(zhuǎn)彎速率、滾轉(zhuǎn)角

●

俯仰PID通道控制：俯仰角、飛行速度、飛行高度AP50自動(dòng)駕駛儀，具有控制各種安定性能極差的固定翼飛機(jī)功能，使用GPS速度參照系，最大速度包線可達(dá)1275公里/小時(shí)。

AP50駕駛儀PID參數(shù)設(shè)置表的作用是：根據(jù)飛機(jī)的飛行速度包線，將PID設(shè)置參數(shù)劃分為六個(gè)獨(dú)立的飛行狀態(tài)變量，實(shí)現(xiàn)不同飛行速度下（起飛、初始爬升、低速、巡航、高速和著陸）的精確變參數(shù)控制，從而使飛機(jī)在整個(gè)飛行包線范圍內(nèi)的飛行響應(yīng)始終是穩(wěn)定的。

AP50駕駛儀具有V尾、升降副翼和襟副翼交聯(lián)、副翼--方向舵主從聯(lián)動(dòng)、以及舵機(jī)換向等諸多功能。

5.飛行控制模式

AP50可以與各種便宜的、商品化的PPM或PCM五通道以上的RC接收機(jī)配合使用，在各種控制模式下，都可以控制5個(gè)飛行舵機(jī)（副翼、升降舵、油門、方向舵和襟翼）?！?/p>

PIC控制模式：

使用RC遙控發(fā)射機(jī)操縱所有舵機(jī)控制飛機(jī)飛行，AP50不參與正常的飛行控制，僅在RC設(shè)備故障、受干擾和系統(tǒng)低電告警時(shí)執(zhí)

行自動(dòng)著陸保護(hù)。

●

RPV_RC控制模式：

使用RC發(fā)射機(jī)方向舵搖桿，控制飛機(jī)的航向操縱，飛行和增穩(wěn)控制由AP50執(zhí)行。

使用RC發(fā)射機(jī)升降舵搖桿，控制飛機(jī)的設(shè)定飛行速度，飛行和增穩(wěn)控制由AP50執(zhí)行。

使用RC發(fā)射機(jī)油門搖桿，控制飛機(jī)的設(shè)定飛行高度，飛行和增穩(wěn)控制由AP50執(zhí)行。

●

UAV控制模式：

所有的飛行、導(dǎo)航和任務(wù)控制，均由AP50根據(jù)飛行前編制的程序執(zhí)行。

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RPV_RF控制模式：

使用地面站軟件，通過無線數(shù)傳鏈路對所有飛行和導(dǎo)航設(shè)置進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。

RC發(fā)射機(jī)的第五開關(guān)通道，用于RC、RPV_RC和UAV

控制模式的切換。當(dāng)關(guān)閉RC發(fā)射機(jī)時(shí)，也進(jìn)入U(xiǎn)AV控制模式，RPV_RF控制模式需通過地面站實(shí)現(xiàn)。

6.地面控制站

AP50駕駛儀中已內(nèi)置了一個(gè)完整的地面站界面，通過運(yùn)行Windows的超級終端程序，就可以與任何PC機(jī)實(shí)現(xiàn)連通。這個(gè)地面站界面支持RS-232有線或無線鏈接，飛行時(shí)數(shù)據(jù)連續(xù)下傳。在RPV_RC控制模式下，可以通過上行鏈路對飛機(jī)的導(dǎo)航設(shè)置進(jìn)行實(shí)時(shí)修改。

AP50駕駛儀還有一個(gè)專用的TTL異步串口，這個(gè)地面站專用串口可以與使用者自行開發(fā)的地面站進(jìn)行通信，還可以通過這個(gè)串口控制所有舵機(jī)，命令代碼文本格式

7.起飛和著陸

起飛和著陸是兩個(gè)完全獨(dú)立的控制過程，可以通過調(diào)整系統(tǒng)設(shè)置菜單中的參數(shù)設(shè)置，獲得希望的控制效果。AP50駕駛儀在自動(dòng)起飛的過程