[發明專利]一種用于飛控系統的地面測試裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201410072725.1
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103838152A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 胡少興;朱煜坤;劉瑞瑞;劉東昌
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;G05B23/02
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;李新華

技術領域

本發明涉及一種用于飛控系統的地面測試裝置及控制方法，應用于無人機、無人飛艇的飛控系統地面性能測試，屬于飛控系統地面仿真測試技術領域。?

背景技術

傳統的用于飛控系統的地面測試多為推車或是跑車實驗，通常是將飛控系統安裝于小型四輪推車或是汽車上，靠人工的方式推動車體運動或是駕駛汽車，然后收集姿態和位置數據，進行分析對比。采用該種方式，存在地面測試裝置不能自動運行，并且體積大，投入人力較多，所能測試的功能和項目有限的弊端。因此，迫切需要一種投入小，能更大限度上在地面模擬測試飛控系統的裝置。?

發明內容

本發明要解決的技術問題，解決了用于飛控系統的傳統跑車或是推車實驗所用裝置體積大，所測試數據和功能有限的問題，提出了用于飛控系統的地面測試、精確巡線數據和飛控數據的對比方法，達到從更大程度上模擬仿真測試飛控系統的性能。?

本發明的技術方案：一種用于飛控系統的地面測試裝置，包括運載平臺系統、運動控制系統、接收機、遙控器、供電系統、通信系統、飛控及上位機，其中：?

所述運載平臺系統需在空曠場地中運動；包括車身、兩層機械平臺結構和四個驅動輪；車身內部安裝運動控制系統，車身頂部有若干安裝孔，用于固定傳感器及支架；兩層機械平臺用銅柱支撐，第一層安裝供電系統、接收機和通信系統中的一個數傳電臺，頂層安裝飛控系統；運載平臺系統在運動控制系統的作用下，通過四個直流電機驅動左側車輪和右側車輪，實現平臺運動；?

所述運動控制系統是運載平臺系統的控制核心，運動控制系統的輸入信號主要有5個巡線傳感器的TTL電平信號，6路PWM數字信號，輸出信號為兩路電機控制信號，信號頻率20KHz,一路信號控制左側前后輪驅動電機，一路信號控制右側前后輪驅動電機；主要工作在三種方式，一種是通過紅外巡線傳感器接受規劃路徑，控制測試裝置準確靈活的沿軌跡行走；另外?兩種是，接收飛控系統或是遙控器的數字控制信號，解析方向控制信號的方位角控制量，將其轉化為兩側車輪轉彎角速率控制量，通過左側輪與右側輪的差速實現轉彎，解析速度控制信號，通過改變脈寬調電機運行速度，從而控制車速，使測試裝置按照飛控系統或遙控器的控制命令運動，達到模擬飛行器橫向運動的目的。?

所述接收機接收遙控器控制信號，并將解碼后的數字信號分別發送給運動控制系統和飛控系統，實現運載平臺的手動遙控控制和飛控系統控制。?

所述遙控器為六通道遙控器，兩個通道發送前進及左右轉命令給運動控制系統，實現測試裝置的遙控控制；兩個通道發送加速和方向偏轉命令給飛控系統，作為飛控系統的輸入信號；旋鈕通道發送切換命令，實現測試裝置遙控控制和飛控控制的模式切換。?

所述供電系統，給整個運動裝置的用電模塊供電，包括12V鋰電池、DC/DC模塊；供電系統通過接口給運動控制系統和電機供電，給飛控系統供電，給車載通信系統供電。?

所述通信系統，包括一對數傳電臺和天線；兩個數傳電臺點對點通信，上位機通過串口與其中的固定數傳電臺連接，將控制命令和數據以一定的協議格式傳給數傳電臺，兩個數傳電臺形成空中數據鏈路，運動數傳電臺將接收到的控制命令和數據傳給飛控，可以切換控制模式，更改運動速度和方向；反之，飛控可以通過運動數傳電臺回傳運動狀態參數；?

所述飛控系統，主要包括導航單元和控制單元；導航單元通過GPS接收機獲取裝置的位置坐標（考慮經度和緯度），軌跡航向以及運行的地速，通過捷聯式航姿測量系統獲取裝置當前姿態及航向，根據航點及航線信息計算產生控制指令；控制單元以導航單元的控制指令為輸入，通過給定的控制算法，產生合適的速度控制信號和方向控制信號給運動控制系統，從而控制仿真測試裝置完成地面航點的巡航。?

所述上位機的上位機軟件通過串口向通信系統發送航點信息和控制命令控制運載平臺的運動；上位機軟件通過解析飛控系統的數據信息，可以實時定位測試裝置并顯示運動軌跡，裝置可以實時顯示測試裝置姿態、運轉方向，可以實時查看運動控制參數的跟蹤曲線；?

所述的驅動電機為直流減速電機，額定電壓值6V，齒輪齒數比30:1，無負載時電流：750mA,額定轉矩扭矩117g．cm。?

所述的運動控制系統供電電壓5-6V，六個PWM輸入通道，通道信號頻率為50-70Hz，高電平寬度0.5-2.5ms；連接5個紅外巡線傳感器，輸入TTL電平；兩路控制信號輸出，頻率為20KHz，最大輸出電流2A（瞬間峰值電流3A），最大輸出功率25W，具有二極管續流保護。?