一种基于高动态飞行器的协同飞行控制系统的制作方法

本发明涉及飞行器设备，具体为一种基于高动态飞行器的协同飞行控制系统。

背景技术：

1、根据中国专利号为cn 217904444 u的一种基于物联网的无人机导航系统，该系统包括：定位模块，用于接收无人机的定位请求，并得到定位数据；物联网接入设备与定位模块一一对应连接，物联网接入设备用于将定位数据发送给定位服务器；定位服务器与物联网接入设备通信连接，服务器用于接收物联网接入设备发送的定位数据，并将定位数据对应的位置信息通过物联网接入设备同步给无人机，通过物联网接入设备将定位模块与定位服务器连接起来，物联网接入设备可以将定位数据实时传输给定位服务器，定位服务器根据定位数据获知无人机对应的位置信息，并将位置信息同步给无人机，为无人机的飞行路径的制定提供依据，提高了无人机定位准确度和定位速度。

2、现有飞行器使用的导航系统一般属于惯性导航，通过测量飞行器的加速度，并自动进行积分运算，获得飞行器瞬时速度和瞬时位置数据的技术。组成惯性导航系统的设备都安装在运载体内，工作时不依赖外界信息，也不向外界辐射能量，不易受到干扰，是一种自主式导航系统。

3、但是现有飞行器的导航系统在实际使用的过程中不能对机身的起飞、空中飞行、导航、制导、任务载荷管理与控制、飞行任务管理进行集中控制，其次导航检测的控制方式针对性不足，导致飞行器无法及时发现潜在危险，所以需要一种基于高动态飞行器的协同飞行控制系统来解决上述问题。

技术实现思路

1、解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于高动态飞行器的协同飞行控制系统，解决了现有飞行器的导航系统在实际使用的过程中不能对机身的起飞、空中飞行、导航、制导、任务载荷管理与控制、飞行任务管理进行集中控制，其次导航检测的控制方式针对性不足，导致飞行器无法及时发现潜在危险的问题。

3、技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于高动态飞行器的协同飞行控制系统，所述系统由飞控计算机、导航系统、舵机模组、组网控制系统以及空速管组成，所述系统内部按照控制结构分为五个部分，其中：

5、所述飞行器协同飞行控制系统主要完成无人机姿态稳定与控制、无人机自主导航飞行与航迹、无人机起飞控制、无人机飞行管理、无人机机载任务设备管理与控制、无人机蜂群组网与通信和信息采集与传递功能。

6、优选的，所述飞控计算机中包含有飞控计算机硬件和飞控计算机软件，所述导航系统中包含有imu测量单元、导航系统软件和卫星导航接收器，所述舵机模组中包含有左右副翼舵机、左右升降舵机和方向舵机，所述组网控制系统以及空速管中包含有组网协同计算机、组网协同软件、组网数据链以及数据链天线。

7、优选的，所述飞控计算机中飞控计算机主要是完成任务调度、控制律解算、控制指令输出、飞行数据记录功能，所述飞控计算机的内置芯片为w-gncj，芯片参数为30×30×15mm3。

8、优选的，所述飞控计算机具有飞控导航运算处理、多源感知测量、电调驱动、通信接口及ad采集特点，所述飞控计算机在飞控导航运算处理时选用主频达180mhz、算力225dmips的主处理器，支持浮点运算和多级中端管理，可进行复杂导航姿态解算和控制率计算。

9、优选的，所述飞控计算机在多源感知测量时集成三轴微陀螺仪、三轴微加速度计、三轴磁传感器和气压计一系列感知器件，通过spi接口与主处理器进行数据交互。

10、优选的，所述飞控计算机在电调驱动时采用集成辅助处理器，与三路半桥驱动器配合使用，使飞机导航微系统具备模拟比较器、电调驱动及pwm输出等能力，满足飞行器多路电机或舵机的控制需求。

11、优选的，所述飞控计算机内控制芯片采用s i p+pop+嵌入式封装等先进封装技术，将主处理mcu、辅助处理mcu、fram铁电存储器、串口驱动器、半桥驱动器、mems惯性、气压传感器、接口通信芯片器件进行高密度封装。

12、优选的，所述飞控计算机集成高密度集成飞控导航处理芯片、多源感知芯片、高精度微惯性器件等异构器件；能够实现传感器数据接收及处理、姿态控制、导航解算、任务数据收发、电调驱动、多种接口通信及ad采集等功能。

13、有益效果

14、本发明提供了一种基于高动态飞行器的协同飞行控制系统。具备以下有益效果：

15、1、本发明中飞行器协同飞行控制系统主要完成无人机姿态稳定与控制、无人机自主导航飞行与航迹、无人机起飞控制、无人机飞行管理、无人机机载任务设备管理与控制、无人机蜂群组网与通信和信息采集与传递功能，飞控计算机主要是完成任务调度、控制律解算、控制指令输出、飞行数据记录功能，飞控计算机具有飞控导航运算处理、多源感知测量、电调驱动、通信接口及ad采集特点，飞控计算机在飞控导航运算处理时选用主频达180mhz、算力225dm ips的主处理器，支持浮点运算和多级中端管理，可进行复杂导航姿态解算和控制率计算，使飞控导航一体化成为可能。

16、2、本发明中飞控计算机在多源感知测量时集成三轴微陀螺仪、三轴微加速度计、三轴磁传感器和气压计一系列感知器件，通过spi接口与主处理器进行数据交互，飞控计算机在电调驱动时采用集成辅助处理器，与三路半桥驱动器配合使用，使飞机导航微系统具备模拟比较器、电调驱动及pwm输出等能力，满足飞行器多路电机或舵机的控制需求。

17、3、本发明中飞控计算机在多源感知测量时集成三轴微陀螺仪、三轴微加速度计、三轴磁传感器和气压计一系列感知器件，通过spi接口与主处理器进行数据交互，三轴微陀螺仪最大的作用就是“测量角速度，以判别物体的运动状态”，同时测定6个方向的位置，移动轨迹，加速。单轴的只能测量两个方向的量，也就是一个系统需要三个陀螺仪，而3轴的一个就能替代三个单轴的，3轴的体积小、重量轻、结构简单、可靠性好，是激光陀螺的发展的基础元件，其测量精度直接影响惯导系统的姿态解算的准确性，解决了现有飞行器的导航系统在实际使用的过程中不能对机身的起飞、空中飞行、导航、制导、任务载荷管理与控制、飞行任务管理进行集中控制，其次导航检测的控制方式针对性不足，导致飞行器无法及时发现潜在危险的问题。

技术特征：

1.一种基于高动态飞行器的协同飞行控制系统，其特征在于：所述系统由飞控计算机、导航系统、舵机模组、组网控制系统以及空速管组成，所述系统内部按照控制结构分为五个部分，其中：

2.根据权利要求1所述的一种基于高动态飞行器的协同飞行控制系统，其特征在于：所述飞控计算机中包含有飞控计算机硬件和飞控计算机软件，所述导航系统中包含有imu测量单元、导航系统软件和卫星导航接收器，所述舵机模组中包含有左右副翼舵机、左右升降舵机和方向舵机，所述组网控制系统以及空速管中包含有组网协同计算机、组网协同软件、组网数据链以及数据链天线。

3.根据权利要求2所述的一种基于高动态飞行器的协同飞行控制系统，其特征在于：所述飞控计算机中飞控计算机主要是完成任务调度、控制律解算、控制指令输出、飞行数据记录功能，所述飞控计算机的内置芯片为w-gncj，芯片参数为30×30×15mm3。

4.根据权利要求3所述的一种基于高动态飞行器的协同飞行控制系统，其特征在于：所述飞控计算机具有飞控导航运算处理、多源感知测量、电调驱动、通信接口及ad采集特点，所述飞控计算机在飞控导航运算处理时选用主频达180mhz、算力225dmips的主处理器，支持浮点运算和多级中端管理，可进行复杂导航姿态解算和控制率计算。

5.根据权利要求4所述的一种基于高动态飞行器的协同飞行控制系统，其特征在于：所述飞控计算机在多源感知测量时集成三轴微陀螺仪、三轴微加速度计、三轴磁传感器和气压计一系列感知器件，通过spi接口与主处理器进行数据交互。

6.根据权利要求5所述的一种基于高动态飞行器的协同飞行控制系统，其特征在于：所述飞控计算机在电调驱动时采用集成辅助处理器，与三路半桥驱动器配合使用，使飞机导航微系统具备模拟比较器、电调驱动及pwm输出等能力，满足飞行器多路电机或舵机的控制需求。

7.根据权利要求6所述的一种基于高动态飞行器的协同飞行控制系统，其特征在于：所述飞控计算机内控制芯片采用sip+pop+嵌入式封装等先进封装技术，将主处理mcu、辅助处理mcu、fram铁电存储器、串口驱动器、半桥驱动器、mems惯性、气压传感器、接口通信芯片器件进行高密度封装。

8.根据权利要求7所述的一种基于高动态飞行器的协同飞行控制系统，其特征在于：所述飞控计算机集成高密度集成飞控导航处理芯片、多源感知芯片、高精度微惯性器件等异构器件；能够实现传感器数据接收及处理、姿态控制、导航解算、任务数据收发、电调驱动、多种接口通信及ad采集等功能。

技术总结本发明提供一种基于高动态飞行器的协同飞行控制系统，涉及飞行器设备技术领域，系统由飞控计算机、导航系统、舵机模组、组网控制系统以及空速管组成，系统内部按照控制结构分为五个部分，飞行器协同飞行控制系统主要完成无人机姿态稳定与控制、无人机自主导航飞行与航迹、无人机起飞控制、无人机飞行管理、无人机机载任务设备管理与控制、无人机蜂群组网与通信和信息采集与传递功能，本发明中飞行器协同飞行控制系统主要完成无人机姿态稳定与控制、无人机自主导航飞行与航迹、无人机起飞控制、无人机飞行管理、无人机机载任务设备管理与控制、无人机蜂群组网与通信和信息采集与传递功能，飞控计算机中飞控计算机主要是完成任务调度、控制律解算、控制指令输出、飞行数据记录功能。技术研发人员：魏亮,曾惠华,游春受保护的技术使用者：上海捷翔航空技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25