执行机构
无人机执行机构都是伺服作动设备,是导航飞(fēi)控系(xì)统的重要组成部(bù)分。其主要功能是根据飞控计算机的指令,按(àn)规定的静态和动态(tài)要求,通过对无人机各(gè)控制(zhì)舵面和发动机节(jiē)风等的控(kòng)制,实现对无人机的飞(fēi)行控(kòng)制。
伺服(fú)执行机构(gòu)的类(lèi)型(xíng):
电动伺(sì)服(fú)执行(háng)机(jī)构通(tōng)常由(yóu)电动(dòng)机、测(cè)速(sù)装置、位置传感(gǎn)器、齿(chǐ)轮传动装(zhuāng)置(zhì)、驱(qū)动(dòng)电路等组成。
电液(yè)伺服执行机构通(tōng)常由电液伺服阀、作动筒和位置传(chuán)感器(qì)等组成(chéng)。
气动(dòng)伺服执行机构通常由电磁控制活门(mén)。作动筒和位(wèi)置(zhì)传感(gǎn)器等组成。
与其(qí)他伺服作动设备相比,电动伺服(fú)作动设备的制(zhì)造和维修比较方便,和飞行控制系统采用同(tóng)一能源,信号的传(chuán)输与(yǔ)控制也比较容易,其系统组成简单,线路的敷设教管路方便。因(yīn)此,在无人(rén)机上(shàng)主要使用电动伺服作动设备。随(suí)着稀土永磁材料的发展和电力制造技(jì)术(shù)的进步(bù),执行电动机(jī)性能的不断(duàn)提高,PWM控制技(jì)术和大(dà)规模集成电路以及谐波减速器的使(shǐ)用,电(diàn)动伺服(fú)作动设备在体积、重(chóng)量和静动特性指(zhǐ)标上有(yǒu)很大的进步。
2.伺服执行机构(gòu)的主要参数
(1)额定输出力矩
额定输出力矩指在额定工作状态下,伺服作动设备输出的最大力矩。
伺服作(zuò)动设备的负载一般包括:铰链力(lì)矩、惯(guàn)性力矩、摩擦力矩和阻尼力矩。其(qí)中,铰链(liàn)力矩是伺服作(zuò)动(dòng)设备的最主(zhǔ)要力矩。
(2)额定输出速度
在额定状(zhuàng)态下输入指令时,伺服(fú)作动设备的输出速度。
(3)输出行程(chéng)
输出行程指(zhǐ)输入信号从最大到(dào)最(zuì)小(xiǎo)变化(huà)时,伺服作动设备(bèi)在(zài)正(zhèng)反(fǎn)两个方向运动的位(wèi)移量(liàng)的综合。最大行程是对控制权限的(de)一种限制(zhì)。
(4)输入输出传递(dì)系(xì)数
输出(chū)角度与输入电信号(hào)的(de)比例(lì)系数
(5)线性度
线(xiàn)性度是输出与输入关系曲线对直(zhí)线的偏差。
(6)非线性
伺服作动设备的死区、滞(zhì)环(huán)、饱和等都(dōu)会引起设备的非(fēi)线性。
(7)频率响应
频率响应通(tōng)常(cháng)是(shì)在总输入值5%~10%的输(shū)入信号下,当改变测试输(shū)入频(pín)率知道(dào)输出幅值衰(shuāi)减3db时,此时的频率定义为伺服作动设备的(de)频宽。对于(yú)快速响(xiǎng)应系统,频宽是很重要的指标,频(pín)宽越宽系统响应越(yuè)快,但(dàn)同时(shí)抗(kàng)干扰能力也(yě)就越差(chà)。一(yī)般要(yào)求伺服作动设备的频宽是无(wú)人机频宽的3~5倍。
(8)瞬态响应
瞬态响应是指输(shū)入加阶跃信号时,伺服作(zuò)动设备输出的时间响(xiǎng)应。
(9)分辨率
分辨率是(shì)指从零位到引起可(kě)测出输出变化的最小输出值。通(tōng)常分(fèn)辨率要(yào)求为输入值的1%左右。
(10)连(lián)续工作(zuò)电流及制动电流
在额(é)定状态下输入指令(lìng)时,伺服作(zuò)动设(shè)备连续工作所(suǒ)消耗的电流。制动电流(liú)是(shì)伺服设(shè)备制(zhì)动状态下所(suǒ)消(xiāo)耗(hào)的(de)电流。
电气系统
为(wéi)使无人机上各系统和设备正常工作,完成预定的功能,需要使用各种(zhǒng)形式的能源。在(zài)无(wú)人机上使用的(de)动力、测控、飞行控制与管理、导航(háng)、任务设备等系统(tǒng)都与电气系(xì)统有关。因此,电(diàn)气系统是无人机系统的一(yī)个重要组(zǔ)成部分(fèn),它的工作(zuò)状态及运行质量(liàng)将直接影响无人机和全系统的正常工作。
无人机电气系统一般包括电(diàn)源、配电系(xì)统、用电设备三个部分,电源(yuán)和配(pèi)电系统(tǒng)两者的组成统称为(wéi)供电(diàn)系(xì)统。供电系统(tǒng)的功能(néng)是向无人机各用电系统或设(shè)备提(tí)供满足预(yù)定设计(jì)要求的电能。
根(gēn)据电气系统的位置(zhì),无人机电气系统又(yòu)可分为机载电(diàn)气系统和地面供(gòng)电系统两部分。机载电气系统主要由主电源、应急电源、电气设备的控制与保护装置及辅助设(shè)备组成。
机载电气系统的供电电源一般(bān)是指无人机主动力装置(zhì)直接驱动的发电装置,而电(diàn)动无人机的动力电池即为无人(rén)机供(gòng)电电源。在一些大型无人机上,为了适应用(yòng)电系统胡设备对供电类型的不(bú)同要求(qiú),还应根据需要设置变换电源。一(yī)旦主电源系统发生故障,必须有应急电源,为无人(rén)机安全飞行和返航着陆所(suǒ)必需的系统或设备提供足够的(de)电能。

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