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 产品系列 >> AP-50 自动驾驶仪


                                                                                                                                                                                                                            English

AP-50 自动驾驶仪

 

AP50 自动驾驶仪技术手册




 


 


 1. 自动驾驶仪的规格
 


●  主板全重:
45 克
●  外形尺寸: 140×48×25 毫米
●  主板功耗: 6.0 VDC 120 毫安
●  最大速度: 1275 公里/小时
●  最大高度: 5000 米
●  破坏过载: 100 G
●  工作温度: -20 至 +85 摄氏度
●  环境湿度: 95%
(非凝结)
 


 2. 自动驾驶仪的特性
 

         

     ●  8 路 PID 飞行控制通道和一路 PID 航线跟踪通道
     ●  副翼、升降舵、油门、方向舵和襟翼五个操纵舵面 
     ●  全电子调谐传感器:俯仰陀螺、滚转陀螺、偏航陀螺、两轴加速度计、空速传感 器、气压高度计和主、备电源监视器
     ●  三个微处理机(CPU)和 GPS 卫星定位接收机
     ●  24 个航路点、经纬度和极坐标两种设置方式、可储存 6 条 8 航路点自定义制式航线
     ●  3 个任务舵机通道、3 个 TTL 数字控制输出信号
     ●  RC、RC_RF、RPV_RC、RPV_RF 和 UAV 五种飞行控制模式、六个飞行状态
     ●  V 尾、升降副翼和襟副翼交联、舵机换向
     ●  多机制可选组合飞行控制方案 
     ●  电动飞机控制功能 
     ●  16 个飞行数据和 15 个导航数据记录
     ●  二路 8 位A / D 模拟数据记录通道、8K 缓存
     ●  一个GCS 地面站链路端口(TTL 电平、二进制格式)
     ●  两个RS-232 链路端口(ASCII
文本格式)
     ●  自动起降功能 
     ●  多故障保护功能 
     ●  公制度量单位
 

         AP50 自动驾驶仪的两个主要功能是:飞行和增稳控制、导航和任务控制。飞行和增稳控制,采用数字PID 控制运算方式,通过六个自定义飞行状态的被控量参数设置表(变参控制)来控制各飞行舵面。导航和任务控制,用于任务航线编制和任务(事件)作业 。
 


     3.  导航和任务控制系统
 


        可以设置
24个航路点的经纬度坐标、航路点序号、航段飞行速度、航段飞行高度、航路点半径等参数。驾驶仪将根据这些设置确定的任务航线,通过GPS卫星定位接收机获取飞机当前位置信息,经CPU运算后通过飞行控制系统,控制飞机按航路点序号以设定的速度和高度顺序飞行。在每个航路点上,可以根据任务要求设置事件指令,飞机在抵达装有事件指令的航路点后,将执行任务作业。任务作业包括:
 

●  环绕目标的制式航线循环飞行 
●  控制任务舵机动作 
●  控制
TTL 数字信号输出
●  关闭或接通 RC
遥控接收机
●  控制机载视频设备工作 
●  关闭发动机等


AP50 驾驶仪的导航和任务系统,在同一个航路点上可以安装多个事件指令,飞机抵达后将同时执行多个任务。
AP50 驾驶仪的环绕目标制式航线,可以根据任务需要自定义样式、尺寸、位移和循环飞行时间。
3 个任务舵机和 3 个 TTL  数字信号,由任务事件列表控制在目标航点执行。
飞机离开起飞点后,RC
遥控接收机可以设为关闭,飞机返回时设为接通,这样在执行任务期间就可以使飞机免受外界信号的干扰。
 

   
     4.
飞行和增稳控制系统
 


        集成在驾驶仪上的俯仰陀螺、滚转陀螺、偏航陀螺、两轴加速度计、空速传感器和气压高度计,以及
GPS速度和高度可以获取飞机的飞行信息,这些参数经CPU运算后再通过PID控制回路控制各飞行舵面,实现飞行和增稳控制。AP50 驾驶仪采用了多个串级PID控制回路,可以根据不同的使用要求灵活组成多种控制方案。各通道控制功能如下:
 

●  副翼PID通道控制: 滚转角、滚转增稳
●  升降舵PID通道控制: 俯仰增稳、俯仰角、飞行速度、飞行高度
●  油门PID通道控制: 飞行高度、飞行速度
●  方向舵PID通道控制: 转弯速率、偏航增稳
●  航向PID通道控制: 转弯速率、滚转角
●  俯仰PID
通道控制: 俯仰角、飞行速度、飞行高度
 

AP50 自动驾驶仪,具有控制各种安定性能极差的固定翼飞机功能,使用GPS 速度参照系,最大速度包线可达 1275 公里 / 小时。
AP50 驾驶仪 PID 参数设置表的作用是:根据飞机的飞行速度包线,将 PID 设置参数划分为六个独立的飞行状态变量,实现不同飞行速度下(起飞、初始爬升、低速、巡航、高速和着陆)的精确变参数控制,从而使飞机在整个飞行包线范围内的飞行响应始终是稳定的。
AP50 驾驶仪具有 V
尾、升降副翼和襟副翼交联、副翼--方向舵主从联动、以及舵机换向等诸多功能。
 


     5.
飞行控制模式
 


        AP50
可以与各种便宜的、商品化的 PPM 或 PCM 五通道以上的 RC 接收机配合使用,在各种控制模式下,都可以控制 5 个飞行舵机(副翼、升降舵、油门、方向舵和襟翼)。
 

    ●  PIC 控制模式:
        使用RC 遥控发射机操纵所有舵机控制飞机飞行,AP50 不参与正常的飞行控制,仅在RC 设备故障、受干扰和系统低电告警时执
        行自动着陆保护。 

   
 RPV_RC 控制模式:
        使用 RC 发射机方向舵摇杆,控制飞机的航向操纵,飞行和增稳控制由 AP50 执行。
        使用 RC 发射机升降舵摇杆,控制飞机的设定飞行速度,飞行和增稳控制由 AP50 执行。
        使用 RC 发射机油门摇杆,控制飞机的设定飞行高度 ,飞行和增稳控制由 AP50 执行。

   
 UAV 控制模式:
        所有的飞行、导航和任务控制,均由 AP50 根据飞行前编制的程序执行。

   
 RPV_RF
控制模式:
        使用地面站软件,通过无线数传链路对所有飞行和导航设置进行实时控制。
 

        RC 发射机的第五开关通道,用于 RC、RPV_RC 和 UAV  控制模式的切换。当关闭 RC 发射机时,也进入 UAV 控制模式,RPV_RF 控制模式需通过地面站实现。
 


     6.
地面控制站
 


        AP50 驾驶仪中已内置了一个完整的地面站界面,通过运行 Windows 的超级终端程序,就可以与任何 PC 机实现连通。这个地面站界面支持 RS-232 有线或无线链接,飞行时数据连续下传。在 RPV_RC 控制模式下,可以通过上行链路对飞机的导航设置进行实时修改。
        AP50 驾驶仪还有一个专用的TTL
异步串口,这个地面站专用串口可以与使用者自行开发的地面站进行通信,还可以通过这个串口控制所有舵机,命令代码文本格式。
 


     7.
起飞和着陆
 


        起飞和着陆是两个完全独立的控制过程,可以通过调整系统设置菜单中的参数设置,获得希望的控制效果。
AP50 驾驶仪在自动起飞的过程中,不执行导航控制,只需将飞机对着逆风方向即可,飞行和增稳控制将始终起作用。飞机的初始速度达到设定的离地速度后,将自动保持设定的爬升速度进入爬升;飞机爬升至设定的结束高度后,转入正常飞行状态,导航系统自动引导飞机加入航线飞行。起飞方式支持常规的滑跑、手掷,以及弹射、投放和火箭助推等。
飞机发生以下情况时,驾驶仪将自动进入着陆保护:
 

●  导航和任务控制系统发出着陆指令
●  驾驶仪电源低电告警
●  飞行高度低于设定的临界保护高度
●  正常的
RC 遥控受到干扰
 

        飞机进入着陆状态后,关闭发动机或使发动机保持怠速,然后自动维持设定的最小速度滑降着陆。AP50 驾驶仪可以为正常的着陆编制一个专门的着陆航线。也可以为任务舵机设置一个事件指令,在关闭发动机的同时,打开回收伞降落。
 


     8.
电动飞机控制功能
 

AP50
驾驶仪具有支持电动飞机的功能,当系统电压低于设定值时,将自动关闭电动机并禁止其重新启动,为降落过程保存电力储备。
 

     9.
模数记录器
 

AP50 提供了二个8 位的A / D 模数记录通道,用于记录机载仪器的模拟数据。8K
的缓存如果专门记录模拟数据,记录时间可长达一个小时。
 

   10.
安装和附件
 


        AP50 驾驶仪装有传感器的一端指向机头方向安装,GPS 天线应安装在机身顶部;空速管探头用软管与 AP50 的空速传感器连通;RC接收机使用随机提供的专用电缆与 AP50
连接;其它线束可使用专门的连接器分别与舵机和电源等设备连接。
 

 

Beijing MicroPilot UAV Control Systems, Inc. 2003 - 2008

ICP05053974