小型無人機飛控系統組成和設計，多的是你不知道的事

飛控系統是無人機的核心控制裝置，相當於無人機的大腦，是否裝有飛控系統也是無人機區別于普通航空模型的重要標誌。

在經歷了早期的遙控飛行後，目前其導航控制方式已經發展為自主飛行和智慧飛行。導航方式的改變對飛行控制電腦的精度提出了更高的要求；隨著小型無人機執行任務複雜程度的增加，對飛控電腦運算速度的要求也更高；而小型化的要求對飛控電腦的功耗和體積也提出了很高的要求。高精度不僅要求電腦的控制精度高，而且要求能夠運行複雜的控制演算法，小型化則要求無人機的體積小，機動性好，進而要求控制電腦的體積越小越好。

飛控系統組成模組

飛控系統即時採集各感測器測量的飛行狀態資料、接收無線電測控終端傳輸的由地面測控站上行通道送來的控制命令及資料，經計算處理，輸出控制指令給執行機構，實現對無人機中各種飛行模態的控制和對任務設備的管理與控制；同時將無人機的狀態資料及發動機、機載電源系統、任務設備的工作狀態參數即時傳送給機載無線電資料終端，經無線電下行通道發送回地面測控站。按照功能劃分，該飛控系統的硬體包括：主控制模組、信號調理及介面模組、資料獲取模組以及舵機驅動模組等。

模組功能

各個功能模組組合在一起，構成飛行控制系統的核心，而主控制模組是飛控系統核心，它與信號調理模組、介面模組和舵機驅動模組相組合，在只需要修改軟體和簡單改動週邊電路的基礎上可以滿足一系列小型無人機的飛行控制和飛行管理功能要求，從而實現一次開發，多型號使用，降低系統開發成本的目的。系統主要完成如下功能：

（1）完成多路類比信號的高精度採集，包括陀螺信號、航向信號、舵偏角信號、發動機轉速、缸溫信號、動靜壓感測器信號、電源電壓信號等。

由於CPU自帶A/D的精度和通道數有限，所以使用了另外的資料獲取電路，其片選和控制信號是通過EPLD中解碼電路產生的。

（2）輸出開關量信號、類比信號和PWM脈衝信號等能適應不同執行機構（如方向舵機、副翼舵機、升降舵機、氣道和風門舵機等）的控制要求。

（3）利用多個通信通道，分別實現與機載資料終端、GPS信號、數位量感測器以及相關任務設備的通信。

系統軟體設計

該系統的軟體設計分為2部分，即邏輯電路晶片EPLD解碼電路的程式設計和飛控系統的應用程式設計。

邏輯電路程式設計

EPLD用來構成數位邏輯控制電路，完成解碼和隔離以及為A/D，D/A，28C94提供片選信號和讀/寫控制信號的功能。該軟體的設計採用原理圖輸入和VERILOG HDL語言程式設計的混合設計方式，遵循設計輸入→設計實現→設計校驗→器件程式設計的流程。

系統應用程式設計

軟體按照功能劃分為4個模組：時間管理模組、資料獲取與處理模組、通信模組、控制律解算模組。

通過時間管理模組在毫秒級時間內對無人機進行即時控制；資料獲取模組採集無人機的飛行狀態、姿態參數以及飛行參數、飛行狀態及飛行參數進行遙測編碼並通過序列介面傳送至機載資料終端，通過無線資料通道發送到地面控制站進行飛行監控；姿態參數通過軟體內部介面送控制律解算模組進行解算，並將結果通過D／A通道送機載伺服系統，控制舵機運行，達到調整、飛機飛行姿態的目的；通信模組完成飛控電腦與其他機載外設之間的資料交換功能。