FY-21AP惯性姿态平衡仪说明书.doc

桂林飞宇电子科技有限公司FY-21AP惯性姿态平衡仪说明书工作原理：惯性姿态平衡仪（AFSS）FY-21AP 是一款先进的惯性姿态平衡仪（简称AFSS）和模型飞机的简易自动驾驶仪FY-21AP集成了三轴陀螺仪，三轴加速度计组成一个精确无漂移的惯性姿态平衡系统同时，它利用GPS和气压传感器获得飞机精确的三维定位通过结合姿态控制和定位，实现惯性导航和自动驾驶FY-21AP通过桂林飞宇电子科技有限公司的专有的算法解算出飞机的飞行姿态，并且能探测飞机在三维及水平位置上的任意变化如果FY-21AP如果感应到飞机的飞行姿态跟水平飞行姿态有变化，，它会发出修正信号控制飞机的副翼舵、升降舵和方向舵，通过自动的不断的修正，从而实现把飞机修正到水平的平稳飞行的姿态打开FY-21AP时，操作者只需要放开操作杆，让控制摇杆回到中立位置，飞机就能自动恢复到平稳飞行状态你可以通过接收机上的一个独立通道来决定使用或者关闭本设备GPS,气压计和自动驾驶FY-21AP在上电后就开始搜索GPS定位信号，当首次检测到GPS定位并且使用的定位卫星大于5颗星后FY-21AP会记录当前的位置为返航点FY-21AP通过气压计的读数解算出一个精确的飞机的相对高度。

当FY-21AP工作在自动返航模式时，飞机自动飞向返航点，并且以开始进入返航时的高度定高飞行，到达返航点后以返航点为圆心盘旋，默认的盘旋半径为120米操作手同样可以在任意点选择自动盘旋模式，进入盘旋模式后飞机以进入盘旋时的高度定高飞行，和进入盘旋时的位置为圆心盘旋飞行，默认盘旋半径同样为120米这两种模式可以通过一个开关通道来进行选择设备功能：FY-21AP惯性姿态平衡仪l 任意情况的定向稳定飞行 — FY-21AP 可以在任意天气情况下自动保持飞机的水平飞行姿态对于刚开始学习飞行的人，FY-21AP不但可以很好的帮助练习飞行，增长你的经验，赢得更长的飞行时间，还可以帮助你增强自信心而且从起飞到降落的整个过程中你可以在任意的时间打开FY-21AP，操作方便l 紧急恢复—如果你迷失方向了或者感觉到飞机失控了，此时你可以松开操作杆并且通过开关通道打开FY-21AP，FY-21AP会自动发出修正信号来保持飞机的平衡，使飞机回到水平飞行状态l 精确飞行—对于经验丰富的操作手来说，FY-21AP可以有助于你实现更精准的飞行路线，特别是在大风天气的时候l First Person View (FPV)：对于长距离遥控或者FPV，你只需要控制飞机的航向便可以尽情的享受其中的乐趣，FY-21AP可以帮你保持飞机的高度和平衡。

FY-21AP GPS 和气压传感器l 定高飞行模式 — 该模式与自动平衡模式一样会把飞机自动修正到水平飞行姿态，并且还会保持在一个稳定高度上飞行，操作手只需要控制飞机按照所需的方向飞行，飞行高度由平衡仪自动控制l 自动返航 — 你可以在你的遥控上拨动自动返航开关，飞机将会自动飞回起飞点可以在你的接收机失控保护设置中设定一旦遥控信号中断飞机进入自动返航模式l 定点盘旋 — 在该模式下，飞机会以一定的高度自动盘旋这对于航拍有很大的帮助可选择的通过FY-OSD和数传电台的功能升级FY-21AP提供了一个可选择的数据接口，可以结合FY-OSD 和FY-606数传电台使用通过与两者的结合可以实现以下功能：l 实时监测 — 能实时遥测飞行状态通过地面站软件可以实时改变飞机的高度、盘旋半径和指点飞行l 记录和监测飞行 — 你可以监测和下载飞行轨迹到地面站控制端的电脑上更详细的介绍请参阅《FY-OSD使用说明书》和《FY-606使用说明书》FY-21AP FPV惯性姿态平衡仪标准配置包含以下内容• FY-21AP控制模块1个；• RC接收机连接线5组；• GPS接收模块1个；• 电流传感器1个；• OSD视频叠加模块1个；• 海绵双面胶或自粘魔术贴2个；• 减震架一个• 相关配线若干；• 说明书。

技术指标工作电压 ： 4.0~6.0 Volt；电流 ： 52mA (5V)；外形尺寸 ： 55 x 33 x 20 mm；重量（不包括电线） ： 20g；温度范围 ： -25°C~ +70°C；最大允许转动速率 ： ≤ 1200 °/适用机型FY-21AP适用以下机型：1. 正常布局固定翼飞机；2. 飞翼布局带方向舵的飞机；3. 飞翼布局无方向舵飞机；4. 无副翼飞机；5. 带副翼V尾飞机；6. 无副翼V尾飞机；7. 关于其他配置的飞机是否适用，请Email联系我们进行咨询：service@feiyu- 适用遥控设备FY-21AP适用于以下遥控设备：· Robbe-Futaba PPM / PCM 1024 / PCM G3 模式，2.4G系统；· Graupner/JR PPM 8, PPM 12, SPCM 模式；· MPX PPM8, PPM 12 with UNI 模式 以及其他使用1.5 ms标准中立位置的遥控设备一、 FY-21AP的工作模式A. FY-21AP有三种工作模式，你可以通过接收机的一个空闲通道来选择这三种模式。

这三种模式分别对应遥控器的一个三段开关的不同频段l 模式1：关闭模式在该模式下，FY-21AP完全不参与控制，飞机的控制完全由操作手决定，相当于普通的RC遥控l 模式2：自动平衡模式在该模式下，如果感应到飞机的飞行姿态跟水平飞行姿态有变化，FY-21AP会给出自动控制量（控制副翼、升降和方向舵）把飞机自动修正到水平的平稳飞行的姿态在此工作模式时，不可以再进行杂技飞行l 模式3：定高飞行模式该模式与自动平衡模式一样会把飞机自动修正到水平飞行姿态，并且还会保持在一个稳定高度上飞行，操作手只需要控制飞机按照所需的方向飞行，飞行高度由平衡仪自动控制失速警告：FY-21AP并没有油门控制，当飞行时切到模式3，即定高飞行模式时，请确保飞机有足够的飞行动力预防飞机失速如果飞机电池供给不足，很可能会造成飞机失速B. 两种自动驾驶特殊模式：FY-21AP包含有两种特殊的飞行模式l 特殊模式1：关闭特殊模式在该模式下FY-21AP不能执行自动返航和自动盘旋模式l 特殊模式2：自动返航在该模式下，飞机自动飞向返航点，并且以开始进入返航时的高度定高飞行，到达返航点后以返航点为圆心盘旋，默认的盘旋半径为120米。

l 特殊模式3：自动盘旋在该模式下，飞机以进入盘旋时的高度定高飞行，和进入盘旋时的位置为圆心盘旋飞行，默认盘旋半径为120米自动驾驶失速警告：a. FY-21AP并没有油门控制，当飞行时切到自动驾驶特殊模式时，请确保飞机有足够的飞行动力预防飞机失速b. 在定高飞行模式下，要保证油门量足够，否则可能造成飞机失速c. 尤其重要的是将你的遥控失控保护设置为自动返航当丢失遥控信号的时候把遥控器打到失控保护但是请别忘记把油门设置到到25%~50%d. 切忌把油门失控保护设置为0，那样会导致飞机一直失速最后会导致摔机注意：不连接FY-OSD模块FY-21AP也能工作在自动驾驶模式FY-21AP的自动驾驶功能完全与是否连接FY-OSD无关，无论你是否安装FY-OSD，FY-21AP都能正常工作如果不连接GPS模块或者没有GPS定位信号，FY-21AP只能工作的自动平衡和定高飞行状态，无法实现自动返航和自动盘旋二、 陀螺的初始化FY-21AP在出厂前已经经过了充分的初始化，可以立即使用平衡仪上的陀螺一般不需要初始化，但是出现下面情况时我们建议进行初始化：1.长时间没有使用2.改变使用环境后温差超过30度。

3.在平衡模式下，水平放置平衡仪时，控制舵面自动有偏转123456789Ⅲ10ⅣⅡⅠ12陀螺初始化过程：l 如图所示插上陀螺初始化跳线；l 然后给平衡仪上电的时候保持静止，并且20秒钟以上此时平衡仪上的红灯以两种不同的频率闪烁l 断开电源，拔掉跳线注意：只有发生以上情况时才对陀螺进行初始化，不然我们并不建议对陀螺进行初始化平衡仪上的陀螺一般不需要初始化在陀螺初始化时并不需要平衡仪处于水平状态，但是必须确保平衡仪在初始化期间没有任何肉眼能够看出的晃动震动，否则必须重新初始化！三、 飞行模式指示灯的说明飞行模式指示灯通过不同的闪烁方式，可以明确的表示出平衡仪当前所处的模式，便于安装时检测平衡仪模式控制是否正确飞行模式关闭模式自动平衡模式自动盘旋模式自动返航模式定高飞行模式对应闪烁方式连续闪烁常亮单次闪烁连续2次闪烁连续3次闪烁四、 GPS状态&震动检测指示灯说明：GPS状态&震动检测指示灯通过不同的闪烁方式，表示当前GPS定位状态以及震动情况：状态震动剧烈未连接GPS收到GPS信号GPS已定位 对应闪烁方式常亮常灭单次闪烁连续2次闪烁五、 GPS模块的接口和特性：TX0：数据发送，连接FY-21AP的数据接收RXRX0：数据接收，连接FY-21AP的数据发送TXGPS天线GND 黑RX 绿TX 黄电源 红接口特性：TTL电平波特率：38400数据位：8停止位：1校验：无数据刷新率：10HZa. 如果不连接GPS模块，FY-21AP只能工作在关闭模式和自动平衡模式以及定高模式，不能工作在自动返航模式和盘旋模式。

b. GPS模块使用的是陶瓷无源天线，安装GPS模块时把天线朝上，如上图所示不要让金属或者碳纤等有屏蔽作用的材料遮挡住GPS天线，以免无法收到卫星信号c. 同时放置GPS模块的位置尽量远离电磁辐射源如电调，电源线，舵机线和图传六、 GPS-卫星信号在自动驾驶模式时丢失的情况l GPS给FY-21AP提供飞机位置，速度，航向等信息l 通过GPS提供的以上信息FY-21AP才能实现自动驾驶模式-自动返航，自动盘旋l 如果工作在特殊模式时GPS失去定位信号，平衡仪不能自主导航，会保持高度自由飞行，恢复定位后将会恢复正常导航飞行七、 FY-21AP平衡控制原理框图当前偏航速率目标偏航速率航向稳定PID控制方向伺服舵机当前横滚角目标横滚角横滚角PID控制横滚伺服舵机当前俯仰角目标俯仰角俯仰角PID控制俯仰伺服舵机横滚角速率俯仰角速率三轴陀螺三轴加速度惯性捷联姿态计算八、 FY-21AP的导航控制原理框图GPS位置信息目标航点位置目标航向当前航向航向控制横滚&俯仰角目标横滚&俯仰角气压高度目标高度高度控制俯仰角当前横滚&俯仰角PID控制伺服舵机九、 FY-21AP的接口图舵机123456789Ⅲ10ⅣⅡⅠ12升降和副翼差动功能跳线。

升降和副翼差动输出时连接该跳线方向舵灵敏度舵调节旋钮副翼舵灵敏度舵调节旋钮升降舵灵敏度舵调节旋钮飞行模式指示灯红色）GPS状态&震动检。