执(zhí)行(háng)机构
无人机执行机(jī)构都(dōu)是伺服作动设备,是导航飞控系统的重要(yào)组成部(bù)分。其主要功能(néng)是根据飞控计算机的指令,按规(guī)定的静态和动态要求(qiú),通过对无人机各控制舵面和(hé)发动机节风等(děng)的控制,实现对无人机的飞行控制。
伺(sì)服执行机构(gòu)的类型:
电动伺服执行(háng)机(jī)构通常由电(diàn)动机、测速装置、位置传感器、齿(chǐ)轮传动装置(zhì)、驱动(dòng)电路等组(zǔ)成。
电液伺服执行机(jī)构通常由(yóu)电液伺服阀、作动筒(tǒng)和(hé)位(wèi)置传感(gǎn)器等组成。
气动伺服执行机构通常由电磁控制活(huó)门。作动(dòng)筒和位置(zhì)传感器等组成。
与其他伺服作动设备相比,电动伺服作动设备的制造和维修比较(jiào)方便,和飞行控(kòng)制系统采用同(tóng)一(yī)能源,信号的传输与控(kòng)制(zhì)也比较容(róng)易,其(qí)系统组成(chéng)简单,线(xiàn)路的敷(fū)设教(jiāo)管路方便。因此,在(zài)无人机上主要使用电动伺(sì)服作动设备(bèi)。随(suí)着稀土永磁材料的发展和电力制造(zào)技术的(de)进步,执行电动机性能的不(bú)断提高,PWM控制技术(shù)和大规模集成(chéng)电路(lù)以及谐波减速器的使(shǐ)用,电动伺服作动设备在体积、重(chóng)量和静动特性指标上有很大的(de)进步。
2.伺服执行机构的(de)主要(yào)参(cān)数(shù)
(1)额定输出力矩
额定输(shū)出(chū)力(lì)矩指在额定工作状态下,伺服作动设备输出的最大力矩。
伺服作(zuò)动设备的负载一般包括:铰链(liàn)力矩、惯性力(lì)矩、摩擦力(lì)矩和阻尼力矩。其中,铰链力矩是伺(sì)服作动设备的最主要力矩。
(2)额(é)定(dìng)输出速度
在额定(dìng)状态下输入指令时,伺服作动设备(bèi)的(de)输出速度。
(3)输出行程
输出行程指输(shū)入信号从最大到最小变化时,伺服作(zuò)动设备(bèi)在正反两个方向运动的(de)位移量的综合。最(zuì)大行(háng)程是对(duì)控制权限的一种限制。
(4)输入输(shū)出传递系(xì)数
输出角度与输入电信号的比(bǐ)例系数
(5)线性度
线性度是输出与输(shū)入关系曲线(xiàn)对直线的(de)偏差(chà)。
(6)非线(xiàn)性
伺服(fú)作(zuò)动设备的(de)死区、滞环、饱和等都(dōu)会(huì)引起设备的(de)非线性。
(7)频率响应
频率(lǜ)响应通常是在(zài)总输(shū)入值5%~10%的输入信号下(xià),当改变测试输入(rù)频(pín)率(lǜ)知道输出(chū)幅(fú)值衰减3db时,此时的频率定义为伺服(fú)作(zuò)动设备的频(pín)宽。对于快速响应系统(tǒng),频宽是很重要的指标,频(pín)宽越(yuè)宽系统(tǒng)响应越快,但同时(shí)抗干扰能力也(yě)就越差。一般要求(qiú)伺服作动设备的频宽是无人机(jī)频宽的3~5倍。
(8)瞬(shùn)态(tài)响应
瞬态响应(yīng)是指(zhǐ)输入加阶跃信号时,伺服作动设备输出的(de)时(shí)间响应。
(9)分辨(biàn)率
分辨(biàn)率是指从零(líng)位(wèi)到(dào)引起(qǐ)可测出输出变(biàn)化的最(zuì)小输出值。通常分辨率要(yào)求(qiú)为(wéi)输入值的1%左右。
(10)连续工作电流及制动(dòng)电流
在(zài)额定(dìng)状态(tài)下输入指令时,伺服(fú)作动设(shè)备(bèi)连续(xù)工作所(suǒ)消耗的电(diàn)流(liú)。制动电流是伺服设(shè)备制动状态下所消耗(hào)的电流(liú)。
电气系统
为使无人机上各系统和设(shè)备正(zhèng)常工作,完成(chéng)预定的功能,需(xū)要使用各种形式的能(néng)源。在无(wú)人(rén)机上使(shǐ)用的动(dòng)力、测控(kòng)、飞行(háng)控(kòng)制(zhì)与管理、导航、任(rèn)务设备等(děng)系统都与电气(qì)系统有(yǒu)关。因此,电(diàn)气(qì)系统是无人机系统的一个(gè)重要组成部分,它的工作状态及运行质量将直接(jiē)影响(xiǎng)无(wú)人机和(hé)全(quán)系统的正常工作(zuò)。
无(wú)人机电气系统一般包(bāo)括电源、配电系统、用电设备(bèi)三个部(bù)分(fèn),电源和配电系统(tǒng)两者的组成统(tǒng)称为(wéi)供电系统。供电系统的功能是(shì)向无(wú)人(rén)机各用电系统或(huò)设(shè)备提供满足预定设计要求的电能。
根据(jù)电气系统的位置,无人机电气(qì)系统又(yòu)可分为机载电(diàn)气系统(tǒng)和地面供电系统两部分。机载电气系统主要由主(zhǔ)电源、应急电源(yuán)、电气设备的控制与(yǔ)保护(hù)装置(zhì)及辅助(zhù)设备组成。
机载电(diàn)气系统的(de)供电电源一(yī)般是(shì)指无人机(jī)主动力装(zhuāng)置直接驱动(dòng)的发电装(zhuāng)置,而电动无人机的动力电(diàn)池即(jí)为无人机供(gòng)电(diàn)电源。在一些大型无人机上,为了(le)适应用电(diàn)系(xì)统胡设备对(duì)供电(diàn)类型的(de)不同要求,还(hái)应根据需要设置变换电源。一旦(dàn)主电(diàn)源(yuán)系统发生故障,必须(xū)有应急电源(yuán),为无人机安全飞(fēi)行和返航着陆所必需的系(xì)统或(huò)设备提(tí)供足够的电能。

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