飞行控制系统功能介绍目录一、综述 1二、飞控的相关系统说明 11. 飞控的基本子系统 21.1 航向控制系统 21.2 速度控制系统 31.3 高度控制系统 41.4 自动着陆系统 52. 测试机飞控所需的子系统 62.1 GPS 系统 72.2 传感器、温湿度传感器系统 82.3 飞行器自动稳定控制系统 112.4 航向偏离控制系统 112.5 显示系统 122.6 信号反馈控制系统 122.7 自动飞行控制系统 132.8 自动导航系统 143. 测试机飞控所需扩充系统功能 153.1 自动避障系统 153.2 语音播报系统 173.3 物联网系统 173.4 摄录系统 184. 测试机飞控的其他功能 184.1 自动寻路控制系统 184.2 自动跟踪系统 194.3 一键返航系统 194.4 双飞控系统 194.5 降落伞系统 195. 飞行控制系统的常用外设接口 20、综述本设计调研依据飞行控制系统（以下简称“飞控”功能进行的系统调研本 飞行控制系统删减了翻滚、特技系统功能；以此对飞控系统的相关系统功能进行 功能收集，由于本人的资料有一大部分是网络收集，会造成信息描述不准，还请 大家见谅！。
飞控系统的相关子系统描述如下图1：e|^D^rane| ¥□13Raa飞行控就帥常用萍谢琵匚一 一°躺机飞fi控制繚 声良备鬪滚、特技功能）测觑飞屈斤顼充融*■白別空我離Af星示頸|"=f•阳1行曲験9自卜贸赋£飞监舔子垂貌：飞控的相关系统说明飞控系统的子系统功能分类方式有很多种，可以按飞控系统的子系统功能分 类，按飞控系统涉及的子系统关联关系分类，按飞控系统设计的子系统基本功能 和选配功能分类等等，本文现阶段以调研飞控系统功能为主，故选择按飞控系统 的系统功能分类为主1. 飞控的基本子系统飞控的基本子系统功能包括航向控制系统、速度控制系统、高度控制系统和 自动着陆系统如图1 -1所示前飞最大速度设走度控制券（pi 醐胡TJ © 適度飞控所需基本子系统$4高廣控制琢（舵机）b最大高庶上升下降悬停晉陆下降谨度设定 彗后高康设走低于着吐高凌启按口动着陆标進下降谨底设定彗陆后机身自动水平设计c需要亟合件缩支架实现）图1-11・1航向控制系统航向控制系统包括前飞、后飞、左飞、右飞、左转弯和右转弯；基本用途是 获取手动控制信号或自动控制指令，经过飞控系统进行计算并进行补偿后把指令 输出到方向控制舵机，让舵机实现相应的动作，从而配合旋动系统（动力系统） 完成方向的控制。
通过转向舵和方向舵两个通道控制飞行器在水平面内的航迹的系统，它以偏 航角（V）控制系统或转向角（Y）控制系统为内回路其中典型的方案以方向舵通 道为主通道，以转向舵通道为辅助通道，后者只起阻尼和协调的作用侧向偏离 （Z,即飞行器位置与预定航线的横向偏差）信号通过第一限幅器后与偏航角信号综合，再经过第二限幅器与转向角和转向角速度信号综合，然后送入转向舵回路 操纵转向舵机第一限幅器的作用是防止因侧向偏离信号过大而产生超过90° 的偏航角，从而造成〃之〃字形的航线;第二限幅器的作用是在转弯时限制滚转角, 使它不致过大航向控制系统功能如图1.1所示前飞1・2速度控制系统速度控制系统包括最大速度设定和巡航速度设定，基本用途是获取手动控制 信号或自动控制指令，经过飞控系统进行计算并进行补偿后把指令输出到电机控 制器或发动机油门控制系统，从而完成实现对飞行速度的控制在保持定速状态下，空速差(AV)等于当时空速(V)与系统投入该状态瞬间空 速(V0)之差在预选空速状态下，空速差等于当时空速与预选空速(Vg)之差为 提高控制速度的精度，须引入空速差的积分信号在保持飞行器姿态或飞行高度 不变的条件下，空速也可由油门自动控制。
将空速差和空速变化率信号引入油门 控制器来改变发动机油门的大小如不满足上述条件，改变油门大小只能使飞行 器升高或降低，而速度不变为防止随机阵风引起空速频繁变化以致对发动机过 分频繁调节，一般将空速差和空速变化率信号经过阵风滤波器(通常为低通滤波 器)进行滤波为了改善飞行器速度控制的质量，常采用比例加积分再加微分的 控制方式当飞行速度达到设计最大值时，飞控系统将对超出最大值的电机控制信号或 发动机油门控制信号进行锁定，使飞行速度将不再进行增加当飞行器飞行时，设计当手控制速度摇杆在一个位置超过 5 秒时，进入自动 巡航模式和定高模式，人可以松开控制速度和方向的摇杆，飞行器将按照手控制 摇杆的速度和方向等高飞行；解除巡航与定高模式时，为了防止误碰摇杆，需要 轻微拨动速度控制摇杆或方向控制摇杆两次后，即可回到手动模式1.3 高度控制系统高度控制系统包括最大高度设定、上升、下降和悬停基本用途是获取手动 控制信号或自动控制指令，经过飞控系统进行计算并进行补偿后把指令输出到电 机控制器或发动机油门控制系统，从而完成实现对飞行高度的控制它以飞行器俯仰角控制系统为内回路，因此除包括与自动驾驶仪俯仰通道中 相同的元、部件（如俯仰角敏感元件、计算机、舵回路等）外，还包括产生高度差 （当前高度与期望高度的差值AH）信号和升降速度信号的敏感元件。
专用的高度 修正器或大气数据计算机能输出高度差和升降速度信号高度控制系统有两种工 作状态:一种是自动保持飞行器在当时的高度上飞行，简称定高状态;另一种是自 动改变飞行高度直到人工预先选定的高度，再保持定高飞行，简称预选高度状态 当驾驶员拨动预选高度旋钮调到预选高度刻度时，飞行器自动进入爬高（或下滑） 状态在飞行器趋近预选高度后，自动保持在预选的高度上作平直飞行当飞行高度达到设计最大值时，飞控系统将对超出最大值的电机控制信号或 发动机油门控制信号进行锁定，使飞行高度将不再进行增加当飞行器飞行时，设计当手控制速度摇杆在一个位置超过 5 秒时，进入自动 巡航模式和定高模式，人可以松开控制速度和方向的摇杆，飞行器将按照手控制 摇杆的速度和方向等高飞行；解除巡航与定高模式时，为了防止误碰摇杆，需要 轻微拨动速度控制摇杆或方向控制摇杆两次后，即可回到手动模式功能如图 1.3 所示最大咼度 上升 局度控制系统（舵机）G下降悬停图1.31.4自动着陆系统自动着陆系统先把飞行器导引和控制到某一高度（拉平起始高度），然后利用 拉平计算机、自动油门系统和自动抗偏流系统使飞行器拉平直到接地拉平计算 机又称拉平耦合器。
从飞行器进入拉平起始高度，到平稳接地称为着陆段（拉平 段）在着陆段拉平计算机连续向自动驾驶仪纵向通道发出指令信号，使飞行器 由下滑状态变为着陆状态;减小垂直下降速度，最后以小于国家规定标准值的垂 直速度接地自动抗偏流系统用来自动消除飞行器在接地前由侧风等因素引起的 偏流，保证飞行器航向精确对准航迹，并保证机身水平自动着陆系统包括在飞行中着陆下降速度的设定，着陆高度设定，低于着陆 高度后的着陆下降标准，着陆后机身水平的问题考虑基本用途是获取到手动控 制信号的着陆指令或自动控制指令的着陆信息时，经过飞控系统进行计算并进行 补偿后把指令输出到电机控制器或发动机油门控制系统，从而完成实现对自动着 陆的控制当飞行器到达目标地点后，手动或自动控制飞行器下降，下降速度依据手动 控制或自动信号控制的反馈信号执行当下降到着陆高度设定值时，飞行器进行下降速度调整，调整到按自动着陆 标准下降速度进行下降在下降着陆时，自动伸缩支架上设计触点设置，与飞控的陀螺仪功能配合， 保持机体的水平功能如图1.4所示着陆下降速度设定自动着陆系统＜■着陆高度设症低于着陆高度后按自动着陆标准下降速度设走着陆后机身自动水平设计（需要配合伸缩支架实现）图1.42. 测试机飞控所需的子系统测试机飞控所需的子系统功能包括GPS系统，传感器、温湿度传感器系统,自动稳定控制系统，航向偏离控制系统，显示系统，信号反馈系统，自动飞行控 制系统，自动导航系统。
功能如图2-1所示匹配王捋收泵逐阳位传惑器倾甬传惑器怜:爾泵痢，温富度恂感目武统c方向传啓器电適传感器测试机飞控所需子系统自/删就b利用陀郦对贻自身沁行自动離显示廷统c 在迓有人工干预的情况下,控制指爭是葩诽身自动产生的 自 动"feir控縊 ■' 2・1 GPS系统简单来说GPS定位系统是靠信号传输到后台，来实现定位，GPS终端就是这 个后台，可以帮你实现一键导航、后台服务、等各种人性服务GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备（如计算机）等组成GPS接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，跟踪卫星 的运行，并对信号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相应软件，经基线解算、 网平差，求出GPS接收机中心（测站点）的三维坐标GPS接收机的结构分为天线 单元和接收单元两部分现今，各种类型的接受机体积越来越小，重量越来越轻， 便于野外观测使用供出行路线规划是导航系统的一项重要的辅助功能，它包括自动线路规划和 人工线路设计自动线路规划是由驾驶者确定起点和目的地，由计算机软件按要 求自动设计最佳行驶路线人工线路设计是由驾驶员根据自己的目的地设计起 点、终点和途经点等，自动建立路线库。
线路规划完毕后，显示器能够在电子地 图上显示设计路线，并同时显示飞行器运行路径和运行方法GPS选择应考虑的因素有：定位精度、使用环境、匹配的接收系统和应用前 景功能如图2.1所示定位精度使用环境GP5系统” 匹配的接收系统应用前景图2.12.2 传感器、温湿度传感器系统传感器系统、温湿度传感器系统包含限位传感器、温湿度传感器、倾角传感 器、加速度传感器、高度传感器、距离传感器、方向传感器和电流传感器等I) 限位传感器限位传感器就是用以限定上下旋翼位置的运动极限位置的电气开关，这种开 关有接触式的和非接触式的接触式的比较直观，机械设备的运动部件上，安装 上行程开关，与其相对运动的固定点上安装极限位置的挡块，或者是相反安装位 置当行程开关的机械触头碰上挡块时，切断了(或改变了)控制电路，机械就 改变运行其基本原理就是当上、下限位开关被触碰后，产生电路导通信号，使飞控系 统接收到限位开关的导通信号，经过飞控系统进行计算并进行补偿后把指令输出 到舵机控制系统，从而避免上下旋翼互相碰撞II) 温湿度传感器温湿度传感器是指能将温度量和湿度量转换成容易被测量处理的电信号的设 备或装置用于对飞行器周围的温湿度进行监测，在周围环境温湿度不符合飞行 要求时，对飞行器禁止起飞；或飞行中发现温湿度变化较大，接近下雨时的湿度 值时提示驾驶者紧急降落。
从而达到保护飞行安全的一种辅助设备其基本原理就是把温湿度传感器的测量值变换为电信号传输到飞控系统，经 过飞控系统进行计算并进行补偿后把指令输出到电机控制器或发动机油门控制 系统，从而锁定电机控制器或发动机油门控制系统，保障飞行的安全III) 倾角传感器倾角传感器经常用于系统的水平测量，从工作原理上可分为 "固体摆"式、" 液体摆"式、"气体摆"三种倾角传感器，倾角传感器还可以用来测量相对于水平 面的倾角变化量倾角传感器是飞控系统自稳模式的主要部件用于保障飞行器 的平稳飞行其基本原理就是把倾角传感器的测量值变换为电信号传输到飞控系统，经过 飞控系统进行计算并进。