一种双余度飞行控制系统的制作方法.docx

一种双余度飞行控制系统的制作方法一种双余度飞行控制系统的制作方法本实用新型涉及一种双余度飞行控制系统，包括主控制系统和从控制系统；所述主控制系统包括主控制器和连接主控制器的第一IMU惯性测量单元、第一磁罗盘单元和第一卫星导航单元；所述从控制系统包括从控制器和连接从控制器的第二IMU惯性测量单元、第二磁罗盘单元和第二卫星导航单元；所述从控制器通过数据总线与所述主控制器连接，所述主控制器与飞行器的电子调速器连接以控制飞行器动作本实用新型双余度飞行控制系统降低了飞行器事故的发生，提高了安全性和可靠性专利说明】一种双余度飞行控制系统【技术领域】[0001]本实用新型涉及飞行控制领域，具体涉及一种双余度飞行控制系统背景技术】[0002]飞行控制系统是飞行器的重要组成部分，搭载着飞行控制算法并控制飞行器的飞行状态，主要功能有两个:一是飞行控制，即控制飞行器在空中保持飞行姿态与航迹的稳定，以及按地面无线电遥控指令或者预先设定好的高度、航线、航向、姿态角等改变飞行姿态与航迹，保证飞行器的稳定飞行，即所谓的自动驾驶；二是飞行管理，即完成飞行状态参数采集、导航计算、遥测数据传送、故障诊断处理、应急情况处理、任务设备的控制与管理等工作。

[0003]目前的飞行控制系统，均采用独立的传感器采集飞行数据，飞行控制系统接收到传感器传送的飞行数据后，通过姿态算法运算后输出控制信号，操纵飞行器的飞行但是这些传感器很容易受到其他电子设备的干扰而出现故障，或在飞行过程中产生的震动可能使相应的连线松脱，会使飞行控制系统出错，导致炸机等损害飞行器的现象，可靠性较差，安全性低实用新型内容[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种更稳定、更安全的双余度飞行控制系统，技术方案如下:[0005]一种双余度飞行控制系统，包括主控制系统和从控制系统；所述主控制系统包括主控制器和连接主控制器的第一 IMU惯性测量单元、第一磁罗盘单元和第一卫星导航单元；所述从控制系统包括从控制器和连接从控制器的第二 IMU惯性测量单元、第二磁罗盘单元和第二卫星导航单元；所述从控制器通过数据总线与所述主控制器连接，所述主控制器与飞行器的电子调速器连接以控制飞行器动作[0006]其中，所述主控制器输出PWM方波信号至所述电子调速器以控制所述电子调速器动作[0007]进一步的，所述主控制器与飞行器的任务载荷连接以控制任务载荷动作[0008]进一步的，所述主控制器与飞行器的遥控信号接收器连接。

[0009]其中，所述第一卫星导航单元包括GPS导航模块和/或北斗导航模块，所述第二卫星导航单元包括GPS导航模块和/或北斗导航模块[0010]优选的，所述主控制器包括依次平行设置的第一、第二、和第三电路板，所述第一IMU惯性测量单元和第一磁罗盘单元设置在所述第二电路板上；所述第一电路板和第三电路板在两端分别通过接线端子连接，所述第二电路板和第三电路板通过柔性信号线连接[0011]进一步的，所述主控制系统还包括平行于所述第二电路板的第一增重板和第二增重板，所述第一增重板、第二电路板、第二增重板依次固定连接形成整体结构[0012]进一步的，所述主控制系统还包括第一减振垫和第二减振垫；所述第一电路板、第一减振垫、整体结构、第二减振垫、以及第三电路板依次粘结[0013]优选的，所述从控制器包括依次平行设置的第一、第二、和第三电路板，所述第二IMU惯性测量单元和第二磁罗盘单元设置在所述第二电路板上；所述第一电路板和第三电路板在两端分别通过接线端子连接，所述第二电路板和第三电路板通过柔性信号线连接[0014]进一步的，所述从控制系统还包括平行于所述第二电路板的第一增重板和第二增重板，所述第一增重板、第二电路板、第二增重板依次固定连接形成整体结构。

[0015]进一步的，所述从控制系统还包括第一减振垫和第二减振垫；所述第一电路板、第一减振垫、整体结构、第二减振垫、以及第三电路板依次粘结[0016]本实用新型双余度飞行控制系统，由主控和从控组成，包括两套独立的传感器，将主控制器和从控制器通过数据总线连接起来，平时互相备份，当主控制器或从控制器的某个传感器(如MU惯性测量单元、磁罗盘、GPS单元)出现故障无法正常工作时，就自动切换到另外一个控制器的传感器继续工作，从而在不需要人工干预的情况下，保证系统能继续控制飞行器飞行，从而大大降低了飞行器事故的发生，提高了安全性和可靠性专利附图】【附图说明】[0017]图1为本实用新型双余度飞行控制系统的示意图[0018]图2为本实用新型双余度飞行控制系统的电路图[0019]图3为本实用新型主控制系统的结构示意图具体实施方式】[0020]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制[0021]飞行器以多个电机作为动力装置，通过调节电机转速来控制飞行状态。

飞行控制系统在飞行器上的主要功能有两个:一是飞行控制，即控制飞行器在空中保持飞行姿态与航迹的稳定，以及按地面无线电遥控指令或者预先设定好的高度、航线、航向、姿态角等改变飞行姿态与航迹，保证飞行器的稳定飞行，即所谓的自动驾驶；二是飞行管理，即完成飞行状态参数采集、导航计算、遥测数据传送、故障诊断处理、应急情况处理、任务设备的控制与管理等工作因此，飞行控制系统的性能好坏直接关系着飞行器能否安全可靠的飞行[0022]参考图1所示为本实用新型的一个实施例，包括主控制系统和从控制系统；所述主控制系统包括主控制器和连接主控制器的第一 IMU(Inertial Measurement Unit)惯性测量单元、第一磁罗盘单元和第一卫星导航单元；所述从控制系统包括从控制器和连接从控制器的第二 MU惯性测量单元、第二磁罗盘单元和第二卫星导航单元；所述从控制器通过数据总线与所述主控制器连接，所述主控制器与飞行器的电子调速器连接以控制飞行器动作[0023]参考图2所示为本实用新型实施例的电路图，从图中可以看出，所述主控制器的输出端M1-M8与飞行器的电机的电子调速器连接，以控制飞行器动作其中，所述主控制器输出PWM方波信号至所述电子调速器以控制所述电子调速器动作。

[0024]所述主控制器和从控制器的GPS端口与GPS导航模块，例如GPS接收器连接当然，本实施例也可以采用北斗导航模块，或者采用GPS和北斗双导航模块[0025]所述从控制器通过数据总线与所述主控制器连接，将第一、第二 MU惯性测量单元、第一、第二磁罗盘单元、以及第一、第二卫星导航单元测量出的飞行数据互相进行传输，以互相进行备份[0026]所述主控制器的输出端还可以与飞行器的各种任务载荷连接，以控制任务载荷运行动作，例如，本实施例中，所述主控制器的输出端PTZ1-PTZ3与飞行器的云台控制器连接，以控制云台的动作和姿态其中，所述主控制器输出PWM方波信号至所述云台控制器以控制所述云台控制器动作[0027]所述主控制器与飞行器的WIFI模块连接，以支持飞行器和地面站通信，从而将飞行器的飞行数据同步或定时保存到地面站中，便于地面站回放航迹和分析飞行数据[0028]所述主控制器的输出端还连接飞行器的LED指示灯，以显示飞行器的工作状态所述主控制器与飞行器的遥控信号接收器连接，以接收遥控命令并作出相应控制[0029]本实用新型双余度飞行控制系统的工作过程如下:主控制器对IMU惯性测量单元测得的三围加速度数据、三轴角速度数据、以及磁罗盘测得航向数据进行处理分析，进行姿态控制处理；主控制器引用卫星信号测得经纬度、高度数据、及航速数据，进行飞行位置计算和校正。

主从两套独立的MU惯性测量单元、磁罗盘、卫星导航单元都可以相互切换使用飞行器在天上飞行时，双余度飞行控制器对传感器传送的数据进行融合处理，当判断出任一传感器出现故障或错误时，会自动无缝切换到备份设备并报警提示用户从而将系统失效率降低到几乎不会发生的概率，大大提高了系统的稳定性与可靠性[0030]图2中的电路连接方式仅为示例，具体接口位置、接线数量、外接设备并不局限于图2中的样式，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，均应在本实用新型的保护范围内[0031]参考图3所示为本实用新型主控制系统的结构示意图所述主控制器包括依次平行设置的第一电路板1、第二电路板2、和第三电路板3，所述第一 MU惯性测量单元和第一磁罗盘单元设置在所述第二电路板2上；所述第一电路板I和第三电路板3在两端分别通过接线端子5连接，所述第二电路板2和第三电路板3通过柔性信号线6连接所述主控制系统还包括平行于所述第二电路板2的第一增重板11和第二增重板12，所述第一增重板11、第二电路板2、第二增重板12依次固定连接形成整体结构所述主控制系统还包括第一减振垫101和第二减振垫102 ;所述第一电路板1、第一减振垫101、整体结构、第二减振垫102、以及第三电路板3依次粘结。

[0032]所述从控制系统可以设置为和主控制系统一样的结构，这里不再做重复说明[0033]本实用新型的控制器包括3个电路板，将IMU惯性测量单元和磁罗盘单元这些对振动性能要求高的元器件集成在第二电路板上，通过设置增重板和减振垫来改善振动特性，从而提高测量的稳定性[0034]本实用新型双余度飞行控制系统，由主控和从控组成，包括两套独立的传感器，主控制器通过与电机和其它模块连接，配合外围电子设备实现自动控制飞行器飞行的功能，将主控制器和从控制器通过数据总线连接起来，平时互相备份，当主控制器或从控制器的某个传感器(如MU惯性测量单元、磁罗盘、GPS单元)出现故障无法正常工作时，就自动无缝切换到另外一个控制器的传感器继续工作，从而在不需要人工干预的情况下，保证系统能继续控制飞行器飞行，从而大大降低了飞行器事故的发生，提高了安全性和可靠性[0035]以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，均应在本实用新型的保护范围内权利要求】1.一种双余度飞行控制系统，其特征在于，包括: 主控制系统和从控制系统；所述主控制系统包括主控制器和连接主控制器的第一 IMU惯性测量单元、第一磁罗盘单元和第一卫星导航单元；所述从控制系统包括从控制器和连接从控制器的第二 MU惯性测量单元、第二磁罗盘单元和第二卫星导航单元； 所述从控制器通过数据总线与所述主控制器连接，所述主控制器与飞行器的电子调速器连接以控制飞行器动作。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控制器输出PWM方波信号至所述电子调速器以控制所述电子调速器动作3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控制器与飞行器的任务载荷连接以控制任务载荷动作4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控制器与飞行器的遥控信号接收器连接5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一卫星导航单元包括GPS导航模块和/或北斗导航模块，所述第二卫星导航单元包括GPS导航模块和/或北斗导航模块6.如权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，所述主控制器包括依次平行设置的第一、第二、和第三电路板，所述第一 IMU惯性测量单元和第一磁罗盘单元设置在所述第二电路板上； 所述第一电路板和第三电路板在两端分别通过接线端子连接，所述第二电路板和第三电路板通过柔性信号线连接7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述主控制系统还包括平行于所述第二电路板的第一增重板和第二增重板，所述第一增重板、第二电路板、第二增重板依次固。