• 無人機(jī)飛控是什么？

飛行控制系統(tǒng)（Flight control system）簡稱飛控，可以看作飛行器的大腦。多軸飛行器的飛行、懸停，姿態(tài)變化等等都是由多種傳感器將飛行器本身的姿態(tài)數(shù)據(jù)傳回飛控，再由飛控通過運(yùn)算和判斷下達(dá)指令，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成動作和飛行姿態(tài)調(diào)整。飛控可以理解成無人機(jī)的CPU系統(tǒng)，是無人機(jī)的核心部件，其功能主要是發(fā)送各種指令，并且處理各部件傳回的數(shù)據(jù)。類似于人體的大腦，對身體各個(gè)部位發(fā)送指令，并且接收各部件傳回的信息，運(yùn)算后發(fā)出新的指令。例如，大腦指揮手去拿一杯水，手觸碰到杯壁后，因?yàn)樗珷C而縮回，并且將此信息傳回給大腦，大腦會根據(jù)實(shí)際情況重新發(fā)送新的指令。飛控的主要組成部分

• 飛控有哪幾部分組成？

無人機(jī)飛控一般包括傳感器、機(jī)載計(jì)算機(jī)和伺服作動設(shè)備三大部分，實(shí)現(xiàn)的功能主要有無人機(jī)姿態(tài)穩(wěn)定和控制、無人機(jī)任務(wù)設(shè)備管理和應(yīng)急控制三大類。

傳感器：無人機(jī)機(jī)身大量裝配的各種傳感器，包括GPS、氣壓計(jì)、陀螺儀、指南針以及地磁感應(yīng)等，可以采集角速率、姿態(tài)、位置、加速度、高度和空速等，是飛控系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

機(jī)載計(jì)算機(jī)：機(jī)載計(jì)算機(jī)作為無人機(jī)的CPU，是飛控的中樞系統(tǒng)，類似于人體大腦的中樞神經(jīng)，負(fù)責(zé)整個(gè)無人機(jī)姿態(tài)的運(yùn)算和判斷；同時(shí)，也操控著傳感器和伺服作動設(shè)備。

伺服作動設(shè)備：無人機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都是伺服作動設(shè)備，是導(dǎo)航飛控系統(tǒng)的重要組成部分。其主要功能是根據(jù)飛控計(jì)算機(jī)的指令，按規(guī)定執(zhí)行動作。對于固定翼無人機(jī)來說，主要通過調(diào)整機(jī)翼角度和發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度，實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的飛行控制。

• 飛控三大算法

1、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

慣性導(dǎo)航是一種不依賴外界信息的導(dǎo)航方式，原理就是利用載體上的加速度計(jì)、陀螺儀這兩種慣性遠(yuǎn)見，去分別測出飛行器的角運(yùn)動信息和線運(yùn)動信息，與初始姿態(tài)、初始航向、初始位置一起交給計(jì)算模塊，由計(jì)算模塊推算出飛機(jī)的姿態(tài)、速度、航向、位置等導(dǎo)航參數(shù)的自主式導(dǎo)航方法。

2、卡爾曼濾波算法

卡爾曼濾波算法采用信號與噪聲的狀態(tài)空間模型，利用前一時(shí)刻地估計(jì)值和現(xiàn)時(shí)刻地觀測值來更新對狀態(tài)變量的估計(jì)，求出現(xiàn)刻的估計(jì)值。它的實(shí)質(zhì)是以最小均方誤差為估計(jì)的最佳準(zhǔn)則，來尋求一套遞推估計(jì)的算法。這套算法采用信號與噪聲的狀態(tài)空間模型，利用前一時(shí)刻地估計(jì)值和現(xiàn)時(shí)刻的觀測值來更新對狀態(tài)變量的估計(jì)，求出現(xiàn)時(shí)刻的估計(jì)值，在慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中有非常廣泛的應(yīng)用。剛才說的噪聲指的是計(jì)算得出的值與實(shí)際值的誤差。

3、飛行控制PID算法

PID控制器是一種線性控制器，它主要根據(jù)給定值和實(shí)際輸出值構(gòu)成控制偏差，然后利用偏差給出合理的控制量。目前，人們通過科學(xué)研究獲得了諸多具有優(yōu)異控制效果的算法和理論，但在工程應(yīng)用領(lǐng)域，基于經(jīng)典PID的控制算法仍然是最簡單、最有效的控制方案。PID控制器是一種線性控制器，它主要根據(jù)給定值和實(shí)際輸出值構(gòu)成控制偏差，然后利用偏差給出合理的控制量。現(xiàn)今主流的幾款開源飛控中，無一例外地都是采用PID控制算法來實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的姿態(tài)和軌跡控制。