[發(fā)明專利]一種大型貨運無人機電氣管理系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010547397.1
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111679683A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖智麟
• 申請（專利權(quán)）人: 四川省天域航通科技有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/04;G05B11/42
• 代理公司: 合肥鴻知運知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34180
• 代理人: 高小改

本發(fā)明公開了一種大型貨運無人機電氣管理系統(tǒng)，包括有主控制器，所述主控制器通過I2C連接有MPU、MHC和KS超聲波傳感器，以及通過PWM連接有飛行動力系統(tǒng)，以及通過邏輯電平連接有聲音提示模塊和交互接口，以及通過無線串口連接有第一協(xié)處理器和第二協(xié)處理器，所述第一協(xié)處理器通過I2C連接有攝像頭，所述第二協(xié)處理器通過I2C連接有地面站，本發(fā)明涉及無人機技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明，解決了傳統(tǒng)大型貨運無人機在飛行過程中，由于貨物重量的原因，常常會出現(xiàn)姿態(tài)不平衡的情況，而且飛行高度只能低空飛行的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人機技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種大型貨運無人機電氣管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

大型貨運無人機，常用來運送貨物，貨物本身就增加了無人機的重量，但傳統(tǒng)大型貨運無人機在飛行過程中，由于貨物重量的原因，常常會出現(xiàn)姿態(tài)不平衡的情況，而且飛行高度只能低空飛行。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決傳統(tǒng)大型貨運無人機在飛行過程中，由于貨物重量的原因，常常會出現(xiàn)姿態(tài)不平衡的情況，而且飛行高度只能低空飛行的問題，本發(fā)明的目的是提供一種大型貨運無人機電氣管理系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種大型貨運無人機電氣管理系統(tǒng)，包括有主控制器，所述主控制器通過I2C連接有MPU、MHC和KS超聲波傳感器，以及通過PWM連接有飛行動力系統(tǒng)，以及通過邏輯電平連接有聲音提示模塊和交互接口，以及通過無線串口連接有第一協(xié)處理器和第二協(xié)處理器，所述第一協(xié)處理器通過I2C連接有攝像頭，所述第二協(xié)處理器通過I2C連接有地面站；

所述飛行動力系統(tǒng)連接有PID串級控制模塊，所述PID串級控制模塊包括ROLL軸角度，所述ROLL軸角度將角度輸入角度環(huán)PID控制器，所述角度環(huán)PID控制器連接電子調(diào)速器，所述電子調(diào)速器信號連接有被控對象，所述角度環(huán)PID控制器和被控對象均連接Y軸角速度；

所述KS超聲波傳感器連接有無人機定高串級模塊，所述無人機定高串級模塊包括有依次連接的高度控制器、速度控制器、加速度控制器。

優(yōu)選的，所述主控制器的核心部件采用STM32F405ZGT6芯片，用于實時接收各種傳感器檢測到的數(shù)據(jù)，完成數(shù)字濾波、融合飛行姿態(tài)。

優(yōu)選的，所述MHC為磁力計，實現(xiàn)方向的識別。

優(yōu)選的，所述MPU為內(nèi)部集成六軸傳感器模塊，實現(xiàn)三軸偏差及三軸加速度數(shù)據(jù)的數(shù)字化輸出，獲得實時經(jīng)緯度和高度方向的偏差數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述PID串級控制模塊的控制方法：

在無人機姿態(tài)平衡控制調(diào)試中，先進行內(nèi)環(huán)角速度環(huán)的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)時按照單軸調(diào)節(jié)原理，PID的角速度內(nèi)環(huán)設(shè)定值設(shè)為0，用手給相應的軸一個階躍的擾動，由于角速度環(huán)的設(shè)定值為0，良好的控制效果將保持該軸速度不變，此時公明顯感受到個反抗的力矩，并且撤銷外部的擾動后，該軸不會出現(xiàn)一個明顯的超調(diào)，即角度震蕩的現(xiàn)象，角速度內(nèi)環(huán)調(diào)試完成之后，加上各軸的角度環(huán)，并將角度環(huán)的輸出設(shè)定為角速度內(nèi)環(huán)的輸入，然后給一個較小的油門，觀察四軸飛行的穩(wěn)定性，然后不斷地修改參數(shù)，達到滿意的效果。

優(yōu)選的，所述無人機定高串級模塊采用的串級控制能迅速克服進入副回路的擾動，飛行器定高控制中，可以控制的物理參數(shù)有高度、速度、加速度，高度和速度在負載突變時不能產(chǎn)生突變，加速度在負載突變時也同時在突變，定高串級控制總共有3個控制回路串聯(lián)，由外到內(nèi)分別為高度控制環(huán)、速度控制環(huán)、加速度控制環(huán)。

優(yōu)選的，所述攝像頭采用的是OV7620，實現(xiàn)巡線功能。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實現(xiàn)的有益效果：MPU為內(nèi)部集成六軸傳感器模塊，實現(xiàn)三軸偏差及三軸加速度數(shù)據(jù)的數(shù)字化輸出，獲得實時經(jīng)緯度和高度方向的偏差數(shù)據(jù)；PID串級控制模塊可以使得該無人機姿態(tài)平衡控制更加穩(wěn)定；無人機定高串級模塊的設(shè)置使得該無人機實現(xiàn)定高飛行。

附圖說明