[發(fā)明專利]一種航模飛機雙軸增穩(wěn)控制器及控制方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201210081802.0 | 申請日： | 2012-03-26 |
| 公開（公告）號： | CN102631787A | 公開（公告）日： | 2012-08-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李忠澤;段文博 | 申請（專利權(quán)）人： | 江陰市捷力電子科技有限公司 |
| 主分類號： | A63H27/20 | 分類號： | A63H27/20;A63H27/18;G05B19/042 |
| 代理公司： | 江陰市永興專利事務(wù)所(普通合伙) 32240 | 代理人： | 達曉玲;施光亞 |
| 地址： | 214400 江蘇省*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 航模 飛機 雙軸增穩(wěn) 控制器 控制 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種航模飛機輔助飛行控制裝置，尤其是涉及一種航模飛機雙軸增穩(wěn)控制器及控制方法。
背景技術(shù)
目前飛行類玩具和航空模型，因尺寸小、成本低、對飛行場地要求低、飛行風(fēng)險小，目前在國內(nèi)外日益流行。因航模飛機的尺寸變小，則出現(xiàn)氣動阻尼減小小、雷諾數(shù)降低，非定?？諝鈩恿p弱?，靜穩(wěn)定性能較低、操控性能較差，增大了入門飛行難度，嚴重影響了特技飛行的動作質(zhì)量。
為了增加小型航模飛機的穩(wěn)定性，目前技術(shù)上多采用增穩(wěn)陀螺儀以增加航模的穩(wěn)定性，在硬件上大多數(shù)都是采用壓電晶體角速率傳感器，壓電晶體角速率傳感器體積大且質(zhì)量重，影響小型航模飛機的飛行高度。在控制算法上，現(xiàn)有技術(shù)使用PI控制算法，或者是單獨的P控制算法均存在不足之處。使用ＰＩ控制算法的缺點是：隨著控制器工作時間的增加，角速率傳感器的輸出誤差被一直累積，從而影響操作者對模型飛機的實時控制，降低的飛行質(zhì)量；使用P控制算法的缺點：由于沒有精確的誤差積分反饋，控制器對于航模飛機飛行時的小角速率誤差無法及時識別，從而使航模飛機的穩(wěn)定性受到影響，進而不能準確控制航模飛機。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對壓電晶體角速率傳感器體積大和質(zhì)量重，且軟件的控制算法對航模飛機的控制不夠準確的不足，為此提供了一種航模飛機雙軸增穩(wěn)控制器及控制方法，包括雙軸角速率傳感器4，用于輸出X軸角速率信號、Y軸角速率信號和傳感器溫度信號，連接單片機1的第二I/O接口；輸出開、關(guān)兩檔信號的四路功能選擇開關(guān)2連接單片機1的第一I/O接口；兩路感度調(diào)節(jié)電位器3連接單片機1的第三I/O接口；單片機1將接收到的模擬信號通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并在單片機1的處理器中按照程序進行運算，根據(jù)給定的溫度補償規(guī)律對角速率信號做溫漂補償計算，計算出溫度偏離量，將角速率的溫度偏移量擬合成與時間有關(guān)的函數(shù),通過改進的PID算法計算出控制量，并將控制量輸入單片機1的PWM模塊，通過PWM（Pulse?Width?Modulation——脈沖寬度調(diào)制）模塊轉(zhuǎn)化為PWM信號輸出，用于驅(qū)動航模飛機舵機的舵面偏轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生氣動操縱力矩控制航模飛機。
本發(fā)明所述的航模飛機雙軸增穩(wěn)控制器及控制方法，所述四路功能選擇開關(guān)2分別為：飛行模式選擇?、飛機構(gòu)型選擇?、第一舵機方向選擇、第二舵機方向選擇；所述兩路感度調(diào)節(jié)電位器3分別為：俯仰感度電位器和滾轉(zhuǎn)感度電位器；所述雙軸角速率傳感器4為MEMS角速率傳感器。
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明使用MEMS（Micro-Electro-Mechanical?Systems——微機電系統(tǒng)）角速率傳感器。單片機處理器根據(jù)給定的溫度補償規(guī)律對數(shù)字信號做角速率傳感器的溫漂補償計算，計算出溫度偏離量，將角速率的溫度偏移量擬合成與時間有關(guān)的函數(shù),通過改進的PID算法計算出控制量，并將控制量輸入單片機1的PWM模塊，通過PWM模塊轉(zhuǎn)化為PWM信號輸出；將無副翼直升機的控制算法引入到固定翼航模飛機的控制中，使小型航模飛機完全按照操作者的操作命令穩(wěn)定、流暢地飛行，提高飛機的操控性和穩(wěn)定性。使小型航模飛機可以具有大型航模飛機一樣的穩(wěn)定性、精準性，降低初學(xué)者的入門難度，擴大航模飛機的市場。
附圖說明
本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：
圖1是本發(fā)明控制器的原理圖；
圖2是本發(fā)明中的單片機流程圖。
具體實施方式
本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
本說明書（包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖）中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
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