执行机构(gòu)
无(wú)人机执行机构都是伺服作动设备,是导航飞控系(xì)统的重要组成部分。其主要功能是根据飞控计算机的指令,按规定(dìng)的(de)静态和动态要求,通过对无人(rén)机各控制舵面和发(fā)动机节风等的(de)控制,实现(xiàn)对无(wú)人(rén)机的(de)飞(fēi)行控制。
伺服执(zhí)行机构的(de)类型:
电(diàn)动(dòng)伺服执(zhí)行机构通常由电动机、测(cè)速装置、位置传(chuán)感器(qì)、齿(chǐ)轮传动装置、驱动电路等组(zǔ)成(chéng)。
电液伺服执行(háng)机构通常由电液伺服阀(fá)、作动筒和位(wèi)置(zhì)传感器等组成(chéng)。
气动伺服(fú)执行机构通常由电磁控制活门(mén)。作动筒和位置(zhì)传感器等组成。
与其他伺服作动设(shè)备相比(bǐ),电动伺服作动设(shè)备的制造和维修比较(jiào)方便,和飞行控制系统采用同一(yī)能源,信号(hào)的传输(shū)与控制也比较容易(yì),其系统组成简单,线路的敷设教管路方便。因此,在无人机(jī)上主要使(shǐ)用电动(dòng)伺服作动设备(bèi)。随着稀土永磁材(cái)料的发展和(hé)电力制(zhì)造技术的(de)进步,执行电(diàn)动机性能(néng)的不断提高,PWM控制技术和(hé)大规模集成电路以(yǐ)及(jí)谐波减(jiǎn)速器的使用,电动伺服作动设备在体积、重量和静(jìng)动特(tè)性指(zhǐ)标上有很大的进步(bù)。
2.伺(sì)服执行(háng)机构(gòu)的主要参数(shù)
(1)额定输出力矩
额(é)定输出力(lì)矩指在额定工作状态下,伺服作动设备输出(chū)的最大力矩。
伺服作动设备的负载一般包括:铰链力矩(jǔ)、惯性力矩、摩擦力(lì)矩和阻尼力矩。其中,铰(jiǎo)链力矩是伺服作动设备的最主(zhǔ)要力(lì)矩。
(2)额定输(shū)出(chū)速度(dù)
在额定状态(tài)下输入(rù)指令时(shí),伺服作动设备的输出速度。
(3)输出(chū)行程
输出行程(chéng)指输入信号从最大到最小变化时,伺服作动设备在正反两(liǎng)个方向运动(dòng)的位移(yí)量的(de)综合。最大(dà)行程是对控(kòng)制权限的一种(zhǒng)限制。
(4)输入输(shū)出传递系数(shù)
输出角度与输(shū)入电信号的比例系(xì)数
(5)线性度(dù)
线性度是输出与输入(rù)关(guān)系曲(qǔ)线对直线的偏差。
(6)非线性
伺服(fú)作动设备(bèi)的死区、滞环、饱和等都会引起设备的非(fēi)线性(xìng)。
(7)频率(lǜ)响应
频率响(xiǎng)应通常是(shì)在总输入值5%~10%的(de)输(shū)入信号下,当改变测试(shì)输入频率知道输出幅值衰减3db时,此时的频(pín)率(lǜ)定义为(wéi)伺服作动设备(bèi)的频宽。对于快速响应系统(tǒng),频宽是很重(chóng)要的指标,频(pín)宽(kuān)越宽系统响应越快,但同时抗干扰能力也就越差。一般(bān)要求伺服作动(dòng)设(shè)备的频宽是无人机频宽的3~5倍。
(8)瞬态响应
瞬(shùn)态响应是指输入(rù)加阶跃信(xìn)号时,伺服作动设备输出的时间响(xiǎng)应。
(9)分辨率
分辨率是指(zhǐ)从零位到引起可测出输出变(biàn)化的(de)最小输出值。通(tōng)常分辨率要求(qiú)为输入值的1%左右。
(10)连续工作电流及(jí)制动电流(liú)
在额定状态下输入指令时,伺服(fú)作(zuò)动(dòng)设备连续工作所(suǒ)消耗的电流(liú)。制动(dòng)电(diàn)流是伺(sì)服(fú)设备制动状态下(xià)所(suǒ)消耗的电流(liú)。
电气系统
为使无人机上(shàng)各系统(tǒng)和(hé)设备正常工作,完成预定的功能,需要使(shǐ)用各种形(xíng)式(shì)的能源。在无人机上使用的动力、测控、飞(fēi)行控制与管理、导(dǎo)航、任务设备(bèi)等系(xì)统都(dōu)与电气(qì)系统有关。因此,电气系统是无人机系(xì)统的一个重要组成部分,它的工(gōng)作状态及运行质量将直接(jiē)影响(xiǎng)无人机和(hé)全系统(tǒng)的正(zhèng)常工作。
无(wú)人机电气系统(tǒng)一般包括电源、配电(diàn)系统、用电(diàn)设备三个部分,电(diàn)源和配电(diàn)系统两者的(de)组成统称为供电系统。供电(diàn)系统(tǒng)的功能是向无人(rén)机各用电系统或设备提供满足(zú)预定(dìng)设计要求(qiú)的电能。
根据电气(qì)系统的位(wèi)置,无(wú)人机电气系统又可(kě)分(fèn)为机载电气系统(tǒng)和地面(miàn)供电系统两部(bù)分。机载电气(qì)系统主要由(yóu)主(zhǔ)电源、应急电源、电(diàn)气设备的控制与(yǔ)保护装(zhuāng)置及辅助设(shè)备组成。
机(jī)载电气系统的供电电源一般是指无人机(jī)主动力装置(zhì)直(zhí)接驱动的发电装置,而电动无(wú)人机的动力电池即为无(wú)人机供电电(diàn)源(yuán)。在一些大型无人机(jī)上,为了适应用(yòng)电系统胡设备对供电类型的不同要求,还(hái)应根据需要设置变换电源。一旦主电源系统(tǒng)发生故障,必(bì)须有应急电源,为无人机安全飞行和返航着陆所必需的系统或设备提供(gòng)足够的电能。

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