CN205263657U - 一种前三点式起落架无人机起降纠偏控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种前三点式起落架无人机起降纠偏控制系统，其包括以下几部分：姿态陀螺、GPS接收机、高度表、触地传感器、飞行控制计算机、转向控制器、刹车控制器及舵控器，其中，姿态陀螺，GPS接收机、磁航向仪、高度表、触地传感器为传感器单元向无人机飞行控制计算机传输飞行状态，转向控制器、刹车控制器及舵控器为执行机构单元，无人机飞行控制计算机通过执行机构单元控制无人机的飞行姿态，实现起降过程中纠偏控制。该前三点式起落架无人机起降纠偏控制系统通过上述传感器采集无人机的起降过程中的飞行状态，得到执行机构的执行量，然后对前轮、左右两轮以及方向舵进行联合控制，进而实现对前三点式起落架无人机起降过程的纠偏。

Description

一种前三点式起落架无人机起降纠偏控制系统

技术领域

本实用新型涉及无人机控制技术领域，尤其涉及一种前三点式起落架无人机起降纠偏控制系统。

背景技术

随着无人机控制技术的发展，无人机的应用已经拓展到民用领域，并且已经在民用领域有了广泛的用途，可用于气象探测、石油管路巡查、电力线路巡查、森林防火、救灾、通信中继等，因此，可靠的无人机控制技术对无人机发展起着重要的作用，而其中无人机安全可靠的自动起飞着陆系统更成为无人机的一项关键技术。

为解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种前三点式起落架无人机起降纠偏控制系统，其通过在前三点式起落架无人机上增加DGPS终端、无线电高度表、触地传感器来采集无人机起降过程中的飞行参数，并以此为基础得出对前轮转向角、左右两轮的刹车量以及方向舵的偏转角，并通过前轮转向机构、主轮差动刹车机构以及左右方向舵来综合控制无人机的姿态，实现前三点式起落架无人机起降过程的安全可靠。

发明内容

针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供了一种前三点式起落架无人机起降纠偏控制系统，其特征在于，所述的无人机起降纠偏控制系统包括以下几部分：姿态陀螺，GPS接收机、磁航向仪、高度表、触地传感器、飞行控制计算机、转向控制器、刹车控制器及舵控器；其中，所述姿态陀螺，GPS接收机、磁航向仪、高度表、触地传感器均为传感器单元，且均向无人机的飞行控制计算机传输飞行状态，所述转向控制器、刹车控制器及舵控器为执行机构单元，无人机的飞行控制计算机通过所述执行机构单元控制无人机的飞行姿态，实现起降过程中纠偏控制。

进一步，作为优选，所述的姿态陀螺包括垂直陀螺和角速率陀螺，以便用于测量飞机的俯仰角和滚转角。

进一步，作为优选，所述的GPS接收机为差分GPS终端，用以测量无人机当前的经纬度、对地速度、速度航向以及海拔高度。

进一步，作为优选，所述的高度表为无线电高程表，用以测量飞机到地面垂直距离。

进一步，作为优选，所述的触地传感器用以检测无人机是否与地面接触。

进一步，作为优选，所述的转向控制器通过前轮转向机构，实现无人机转向运动。

进一步，作为优选，所述的刹车控制器通过左右刹车机构，实现无人机制动。

进一步，作为优选，所述的舵控器通过左右方向舵，调整无人机的飞行姿态。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种前三点式起落架无人机起降纠偏控制系统，其通过姿态陀螺、GPS接收机、高度表、触地传感器等传感器采集无人机的起降过程中的飞行状态，无人机飞行控制计算机得到执行机构的执行量（如偏转角、刹车量等），然后对前轮、左右两轮以及方向舵进行联合控制，进而实现对前三点式起落架无人机起降过程的纠偏，完成该无人机的可靠安全起降。与现有技术相比，本实用新型专利利用实现对无人机的前轮转向、左右车轮制动机方向舵的联合控制，从而能够更好地对无人机起降过程进行纠偏控制，达到安全可靠飞行的目的。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种前三点式起落架无人机起降纠偏控制系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种前三点式起落架无人机起降纠偏控制系统，其包括以下几部分：姿态陀螺，GPS接收机、高度表、触地传感器、飞行控制计算机、转向控制器、刹车控制器及舵控器。其中，姿态陀螺，GPS接收机、磁航向仪、高度表、触地传感器为传感器单元向无人机飞行控制计算机传输飞行状态。转向控制器、刹车控制器及舵控器为执行机构单元，无人机飞行控制计算机通过执行机构单元控制无人机的飞行姿态，实现起降过程中纠偏控制。所述的姿态陀螺包括垂直陀螺、角速率陀螺，用于测量飞机的俯仰角和滚转角。

在本实施例中，所述的GPS接收机为差分GPS终端，用以测量无人机当前的经纬度、对地速度、速度航向以及海拔高度。所述的高度表为无线电高程表，用以测量飞机到地面垂直距离。所述的触地传感器，用以检测无人机是否与地面接触。所述的转向控制器通过前轮转向机构，实现无人机转向运动。所述的刹车控制器通过左右刹车机构，实现无人机制动。所述的舵控器通过左右方向舵，调整无人机的飞行姿态。

下面结合附图1介绍本实用新型的工作过程及原理。无人机在接受到地面发送的起飞指令后，无人机开始加速起飞，该实用新型的起飞纠偏控制系统开始实施。此时，无人机飞行控制计算机，通过高度表获取无人机的飞行高度，通过磁航向仪获取当前无人机飞行方向，通过DGPS系统获取无人机当前的飞行速度，通过姿态传感器获取无人机的飞行偏航角速度。

无人机飞行控制计算机根据采集的飞行高度、飞行方向、飞行速度及偏航角速度，向转向控制器输出无人机前轮的偏转角度及偏转方向，此时转向控制器控制前轮转向机构向该方向偏转相应角度。无人机飞行控制计算机根据采集的飞行高度、飞行方向、飞行速度及偏航角速度，向刹车控制器输出无人机左右轮的刹车量，此时刹车控制器控制左轮刹车机构执行相应的刹车量，控制右轮刹车机构执行相应的刹车量。无人机飞行控制计算机根据采集的飞行高度、飞行方向、飞行速度及偏航角速度，向舵控制器输出无人机左右方向舵的偏转角，此时刹车控制器控制左方向舵执行相应的刹车量，控制右方向舵执行相应的刹车量。

无人机速度达到40m/s同时无人机飞行高度达到15m时，该实用新型专利的起飞纠偏控制用例结束。

当无人机处于下滑着陆飞行状态时，无人机飞行计算机通过触地传感器得到无人机已经着陆信息后，实施本实用新型的无人机着陆纠偏控制用例。此时，无人机飞行控制计算机，通过高度表获取无人机的飞行高度，通过磁航向仪获取当前无人机飞行方向，通过DGPS系统获取无人机当前的飞行速度，通过姿态传感器获取无人机的飞行偏航角速度。无人机飞行控制计算机根据采集的飞行高度、飞行方向、飞行速度及偏航角速度，向转向控制器输出无人机前轮的偏转角度及偏转方向，此时转向控制器控制前轮转向机构向该方向偏转相应角度。无人机飞行控制计算机根据采集的飞行高度、飞行方向、飞行速度及偏航角速度，向刹车控制器输出无人机左右轮的刹车量，此时刹车控制器控制左轮刹车机构执行相应的刹车量，控制右轮刹车机构执行相应的刹车量。无人机飞行控制计算机根据采集的飞行高度、飞行方向、飞行速度及偏航角速度，向舵控制器输出无人机左右方向舵的偏转角，此时刹车控制器控制左方向舵执行相应的刹车量，控制右方向舵执行相应的刹车量。当无人机速度降到0m/s时，该实用新型专利的着陆纠偏控制用例结束。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种前三点式起落架无人机起降纠偏控制系统，其特征在于，所述的无人机起降纠偏控制系统包括以下几部分：姿态陀螺，GPS接收机、磁航向仪、高度表、触地传感器、飞行控制计算机、转向控制器、刹车控制器及舵控器；其中，所述姿态陀螺，GPS接收机、磁航向仪、高度表、触地传感器均为传感器单元，且均向无人机的飞行控制计算机传输飞行状态，所述转向控制器、刹车控制器及舵控器均为执行机构单元，无人机的飞行控制计算机通过所述执行机构单元控制无人机的飞行姿态，实现起降过程中纠偏控制。

2.根据权利要求1所述的一种前三点式起落架无人机起降纠偏控制系统，其特征在于，所述的姿态陀螺包括垂直陀螺和角速率陀螺，以便用于测量飞机的俯仰角和滚转角。

3.根据权利要求1所述的一种前三点式起落架无人机起降纠偏控制系统，其特征在于，所述的GPS接收机为差分GPS终端，用以测量无人机当前的经纬度、对地速度、速度航向以及海拔高度。

4.根据权利要求1所述的一种前三点式起落架无人机起降纠偏控制系统，其特征在于，所述的高度表为无线电高程表，用以测量飞机到地面垂直距离。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种前三点式起落架无人机起降纠偏控制系统，其特征在于，所述的触地传感器用以检测无人机是否与地面接触。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种前三点式起落架无人机起降纠偏控制系统，其特征在于，所述的转向控制器通过前轮转向机构，实现无人机转向运动。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种前三点式起落架无人机起降纠偏控制系统，其特征在于，所述的刹车控制器通过左右刹车机构，实现无人机制动。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的一种前三点式起落架无人机起降纠偏控制系统，其特征在于，所述的舵控器通过左右方向舵，调整无人机的飞行姿态。