一種可變形飛行器的無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)
6.1.4 RC遙控器和接收機(jī)的修改和配置
出于安全考慮,系統(tǒng)中保留傳統(tǒng)的RC遙控和接收是必要的。由于Tiny 2.11控制板需要直接讀入PPM信號(hào)進(jìn)行處理,所以對(duì)于普通的PPM接收機(jī),要使用示波器找出電路中PPM信號(hào)的接入點(diǎn),焊接導(dǎo)線(xiàn)引出,再接入Tiny 2.11控制板。當(dāng)前實(shí)驗(yàn)采用的是天地飛WFR09-P 8通道接收器,其電路修改如圖15所示。本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/159280.htm
各通道信號(hào)都需使用Real time plotter和Message工具確定信號(hào)范圍和中點(diǎn),從而正確設(shè)置各通道的控制量及輸入方向。
6.2 飛行試驗(yàn)
6.2.1 模型測(cè)試
在不裝備自主飛行電子設(shè)備的情況下,使用傳統(tǒng)RC遙控器和接收機(jī),手動(dòng)控制模型進(jìn)行飛行測(cè)試。測(cè)試目的是檢驗(yàn)?zāi)P偷姆€(wěn)定性和操控性,估計(jì)模型能否進(jìn)行自主飛行,并進(jìn)行相應(yīng)的修改和調(diào)整。
6.2.2 裝載控制設(shè)備的模型地面測(cè)試
該測(cè)試與上面的電子設(shè)備調(diào)試基本相同,差異在于此時(shí)各電子設(shè)備都布設(shè)在機(jī)艙內(nèi)。須注意以下幾點(diǎn):模型重量的控制和重心的合理配置;舵機(jī)的方向調(diào)整,確保在AUTO模式下和手控狀態(tài)下舵面偏轉(zhuǎn)方向一致;電子設(shè)備的絕緣保護(hù);抗干擾措施。Xbee Modem與RC接收機(jī)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離電調(diào),它們之間的距離也應(yīng)盡可能大。此外,接入Tiny控制板的大量導(dǎo)線(xiàn)要用小磁珠扎在末端,以減小電磁干擾。
6.2.3 自主飛行測(cè)試
在自主飛行試驗(yàn)之前,除了要進(jìn)行上述各項(xiàng)測(cè)試工作,還必須完成飛行相關(guān)配置和飛行計(jì)劃的編寫(xiě),編譯和軟件模擬等工作。
(1)飛行相關(guān)配置。這包括電機(jī)、舵機(jī)、GPS、Xbee modem、RC遙控等配置;
(2)飛行計(jì)劃編寫(xiě)。為自主飛行編寫(xiě)合適的飛行計(jì)劃,包括初始位置、飛行航跡和飛行高度等。注意要事先用手持GPS確定試飛場(chǎng)地的經(jīng)緯坐標(biāo);
(3)飛行模擬。各配置文件編寫(xiě)完成,編譯無(wú)誤后,在地面站進(jìn)行飛行模擬。模擬無(wú)誤后,上傳至控制板。
(4)實(shí)際飛行。各項(xiàng)準(zhǔn)備工作完成后,到預(yù)期地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)際飛行。
飛行器從home出發(fā),繞以S1為中心的圓飛行。在從home到L1這階段,飛行器副翼收縮,快速飛行,在飛行中根據(jù)收到的GPS信號(hào),不斷調(diào)整自己的軌跡,到達(dá)L1處飛行狀態(tài)基本穩(wěn)定,飛行器副翼展開(kāi)進(jìn)行定點(diǎn)盤(pán)旋。
當(dāng)飛行器在L2處接收到調(diào)整飛行計(jì)劃命令時(shí),副翼收縮,快速飛行,到達(dá)L3處飛行器飛行狀態(tài)基本穩(wěn)定,副翼伸展,進(jìn)行定點(diǎn)盤(pán)旋。
圖18實(shí)時(shí)改變盤(pán)旋中心點(diǎn)實(shí)際飛行的情況達(dá)到了預(yù)期效果,實(shí)現(xiàn)了預(yù)期功能。
7 結(jié)束語(yǔ)
系統(tǒng)復(fù)雜度較高,所需設(shè)備也較多。但是可以自主飛行,同時(shí)實(shí)現(xiàn)航跡和姿態(tài)控制。機(jī)載輔助電路將信號(hào)發(fā)回地面后,完全可以使用獨(dú)立編制的控制算法進(jìn)行控制,而信號(hào)處理則由軟件完成。由于地面平臺(tái)速度很快,信號(hào)延遲不會(huì)有太大影響。針對(duì)變形飛行器模型,可以充分利用其可變形的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)性能最優(yōu)化。
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