國內外比較好的幾款飛控系統(tǒng)介紹和性能配置

-.國內外幾款比較好的飛控產品（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、接收機提供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。外部動態(tài)存儲器1片SDRAM，HY57V641620E。FLASH1片512K的DATAFLASH；可擴充32M的FLASH，RC28F320J3C-125。串口4個全雙工串口，包含1個DBG口。調試及下載接口一個標準10芯JTAG口。FPGAALTERA公司的CYCLONE系列EP1C3T100。LED指示燈兩個貼片LED，可由程序及FPGA代碼控制點亮與熄滅。GPS模塊UBLOX的LEA-4S，支持4HZ刷新率。壓力計集成IMU兩個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。電壓轉換芯片一片AD7998，8個獨立通道，12位轉換精度，TWI總線。其它留有系統(tǒng)擴展接口，輸出到舵機的信號全部由驅動芯片74LVC16245進行了隔離。圖13YS09飛控正視圖圖14YS09飛控后視圖（2）北京普洛特無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、速率陀螺，GPS，空速傳感器，及更高精度的全數(shù)字氣壓高度計供電范圍擴展為4~26V，很多電動飛機的動力電可以直接給其供電體積相對UP20更小巧，僅為40X100X12mm3，重量26g外部接口和任務功能靈活且可以定制可內置3軸電子羅盤，支持3軸云臺控制具備GPS/INS慣性導航功能，滿足在丟星情況下返回起飛點舵機擴展到10~24個，分別可以執(zhí)行飛行控制和其他任務支持國產低速通訊電臺（最低波特率至1200bps），使得通訊距離更遠、更可靠、誤碼率更低2~6個10位AD，1路16位AD，充分滿足任務數(shù)據采集需求大氣數(shù)據探測能力，可以觀測大氣溫壓濕，以及風向風速具備UP20所具備的定時定距以及定點的航拍功能具備2路轉速監(jiān)測，特別適合于雙發(fā)動機的無人機、無人飛艇的轉速監(jiān)測新的電氣停車功能支持除了原來的磁電機發(fā)動機（如小松系列），還支持CDI點火的發(fā)動機（如3w等）支持全自動傘降；可連接超聲波高度傳感器實現(xiàn)全自動的滑跑降落，只需要在地面站上指定降落點與方向以及左右盤旋，飛控自動推算下滑航線。支持各種起飛方式的全自動起飛使用新一代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。軟件設定，支持24個方向的安裝軟件設定使用接收機類型或者無接收機更大的照片pos數(shù)據容量，2978張圖15UP30及其配套的500mw數(shù)傳電臺（3）北京航空航天大學研發(fā)的iFLY40飛控iFLY40是北京航空航天大學自行研制的具有自主知識產權的新一代自動駕駛儀。iFLY40內部集成了三軸MEMS陀螺儀、三軸MEMS加速度計、微型氣壓高度計、微型空速傳感器、微型磁通門、微型GPS接收機等，功能齊全，性能與國外同類產品相當。而且iFLY40通過捷聯(lián)解算可以實時測量出飛機的三軸航姿，從而能夠實現(xiàn)類似大中型無人機的精確姿態(tài)控制，這是絕大多數(shù)同類產品所不具備的功能。iFLY40還有一個特點是可以實現(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或任務，這是國外同類產品無法比擬的。主要特點：◆集成GPS接收機、三軸MEMS陀螺和三軸MEMS加速度計、氣壓高度計和氣壓空速計、數(shù)字磁羅盤◆雙ARM7TDMI內核CPU，分離的任務導航和飛行控制計算◆16通道GPS接收機，4Hz輸出，35秒快速定位時間，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)據融合，在穩(wěn)定控制的基礎上實現(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，可方便的設置混控和調整中位◆包含電子地圖功能的地面站軟件，可在線更改航線和任務，可實時進行半自主式遙控，并可以實時記錄飛行數(shù)據和離線回放◆包含路由能力的通訊服務，可以方便的形成無人機組網系統(tǒng)，且協(xié)議對用戶開放◆獨立的手動/自動切換模塊，更好的可靠性和可用性，兼容所有常見RC設備，并提供RC遙控超距監(jiān)測和保護功能◆可在線調整和保存所有控制參數(shù)，附帶使用方便的獨立式參數(shù)調整軟件◆可實時遙測飛行狀態(tài)數(shù)據，自動駕駛儀內部的在線數(shù)據記錄時間可達6.8小時（所有遙測數(shù)據全部記錄）◆包含主電源電壓過低、舵機電壓過低、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急處理機制◆支持RS-485、RS-422、RS-232、TTL電平等多種接口的數(shù)據鏈路◆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)板內核電板（4）加拿大Micropilot公司MP2028飛控加拿大Micropilot的自動駕駛儀：MP2028,MP2128,MP2128Heli世界上最小的自動駕駛儀，集成了無人機自動駕駛儀的全部功能，性能非常優(yōu)越。特點：·體積小、重量輕·調試方便，簡單·自帶超聲波高度傳感器，能垂直起飛、降落應用：·航模無人機自主飛行試驗·小型測繪無人機航拍規(guī)格：導航GPS更新速率1Hz航點模式下可移動伺服舵機航點模式下可改變高度航點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誤處理方式RPV和UAV模式支持DGPS精度緩沖區(qū)可存儲多達1000個航點命令伺服升降舵輔助翼，襟副翼，4個伺服副翼，獨立副翼，V-尾，X-尾，分離的方向舵8/16/24伺服伺服更新速率50Hz獨立的伺服和main電池電源供應獨立的伺服和main電壓監(jiān)視集成的RC伺服分辨率，11位數(shù)傳遙測，數(shù)據記錄和視頻遙測功能（每秒發(fā)送100個用戶自定義數(shù)據）遙測更新速率5Hz板載數(shù)據記錄47個域，1.5MB5Hz數(shù)據記錄更新速率視頻重疊（16個用戶自定義數(shù)據域）控制系統(tǒng)30Hz內部PID閉環(huán)更新速率增益調節(jié)用于最優(yōu)控制方向舵-副翼前饋控制提高了轉向性能副翼-升降舵前饋控制提高了在轉向時的高度保持穩(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練的MP2028g模擬器飛行中增益可調飛行中航點可調地面站可遙控負載伺服舵機支持鼠標點擊編輯航點功能傳感器最大空速500kph最大高度12000m3軸加速度計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，陀螺儀及所有的傳感器）電流消耗（包括GPS接收機，陀螺，所有的產感器和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

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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）

2.自動駕駛儀的特性

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8路PID飛行控制通道和一路PID航線跟蹤通道

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副翼、升降舵、油門、方向舵和襟翼五個操縱舵面

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

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三個微處理機（CPU）和GPS衛(wèi)星定位接收機

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24個航路點、經緯度和極坐標兩種設置方式、可儲存6條8航路點自定義制式航線

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3個任務舵機通道、3個TTL數(shù)字控制輸出信號

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

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V尾、升降副翼和襟副翼交聯(lián)、舵機換向

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多機制可選組合飛行控制方案

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電動飛機控制功能

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16個飛行數(shù)據和15個導航數(shù)據記錄

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二路8位A/D模擬數(shù)據記錄通道、8K緩存

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一個GCS地面站鏈路端口（TTL電平、二進制格式）

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兩個RS-232鏈路端口（ASCII文本格式）

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自動起降功能

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多故障保護功能

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公制度量單位

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

3.

導航和任務控制系統(tǒng)

可以設置24個航路點的經緯度坐標、航路點序號、航段飛行速度、航段飛行高度、航路點半徑等參數(shù)。駕駛儀將根據這些設置確定的任務航線，通過GPS衛(wèi)星定位接收機獲取飛機當前位置信息，經CPU運算后通過飛行控制系統(tǒng)，控制飛機按航路點序號以設定的速度和高度順序飛行。在每個航路點上，可以根據任務要求設置事件指令，飛機在抵達裝有事件指令的航路點后，將執(zhí)行任務作業(yè)。任務作業(yè)包括：●

環(huán)繞目標的制式航線循環(huán)飛行

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控制任務舵機動作

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控制TTL數(shù)字信號輸出

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關閉或接通RC遙控接收機

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控制機載視頻設備工作

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關閉發(fā)動機等AP50駕駛儀的導航和任務系統(tǒng)，在同一個航路點上可以安裝多個事件指令，飛機抵達后將同時執(zhí)行多個任務。

AP50駕駛儀的環(huán)繞目標制式航線，可以根據任務需要自定義樣式、尺寸、位移和循環(huán)飛行時間。

3個任務舵機和3個TTL

數(shù)字信號，由任務事件列表控制在目標航點執(zhí)行。

飛機離開起飛點后，RC遙控接收機可以設為關閉，飛機返回時設為接通，這樣在執(zhí)行任務期間就可以使飛機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、滾轉陀螺、偏航陀螺、兩軸加速度計、空速傳感器和氣壓高度計，以及GPS速度和高度可以獲取飛機的飛行信息，這些參數(shù)經CPU運算后再通過PID控制回路控制各飛行舵面，實現(xiàn)飛行和增穩(wěn)控制。AP50駕駛儀采用了多個串級PID控制回路，可以根據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：滾轉角、滾轉增穩(wěn)

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升降舵PID通道控制：俯仰增穩(wěn)、俯仰角、飛行速度、飛行高度

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油門PID通道控制：飛行高度、飛行速度

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方向舵PID通道控制：轉彎速率、偏航增穩(wěn)

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航向PID通道控制：轉彎速率、滾轉角

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

AP50駕駛儀PID參數(shù)設置表的作用是：根據飛機的飛行速度包線，將PID設置參數(shù)劃分為六個獨立的飛行狀態(tài)變量，實現(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，從而使飛機在整個飛行包線范圍內的飛行響應始終是穩(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、以及舵機換向等諸多功能。

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接收機配合使用，在各種控制模式下，都可以控制5個飛行舵機（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)射機操縱所有舵機控制飛機飛行，AP50不參與正常的飛行控制，僅在RC設備故障、受干擾和系統(tǒng)低電告警時執(zhí)

行自動著陸保護。

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RPV_RC控制模式：

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

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

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

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UAV控制模式：

所有的飛行、導航和任務控制，均由AP50根據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航設置進行實時控制。

RC發(fā)射機的第五開關通道，用于RC、RPV_RC和UAV

控制模式的切換。當關閉RC發(fā)射機時，也進入UAV控制模式，RPV_RF控制模式需通過地面站實現(xiàn)。

6.地面控制站

AP50駕駛儀中已內置了一個完整的地面站界面，通過運行Windows的超級終端程序，就可以與任何PC機實現(xiàn)連通。這個地面站界面支持RS-232有線或無線鏈接，飛行時數(shù)據連續(xù)下傳。在RPV_RC控制模式下，可以通過上行鏈路對飛機的導航設置進行實時修改。

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

7.起飛和著陸

起飛和著陸是兩個完全獨立的控制過程，可以通過調整系統(tǒng)設置菜單中的參數(shù)設置，獲得希望的控制效果。AP50駕駛儀在自動起飛的過程