[发明专利]一种通用飞行控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种通用飞行控制系统及方法，该系统包括相互通信连接的调参软件和设备硬件；设备硬件包括飞控和遥控器，所述遥控器与飞控通信连接；在对飞行器进行调试时，用户只需在调参软件上配置飞行器的执行机构，包括具体的电机名称和舵机名称及飞行器在各自由度上的相关参数，进而在遥控器各个通道动作时，使飞行器对应的执行机构执行具体的动作；该飞控无需指定机型，实现了对所有机型的飞行姿态控制，缩短了创新飞行器的研发周期，提高了工作效率，提高了飞控的普适性。

技术领域

本发明属于飞行控制系统设计技术领域，具体涉及一种通用飞行控制系统及其实现方法。

背景技术

飞行控制系统(flight control system)是指在飞行控制过程中，利用自动控制设备，能够对飞行器的姿态和位置实时控制的系统。现有的无人机或缩小比例验证机等飞行器几乎无一例外的使用了飞行控制系统，而现有的飞行控制系统都是在指定机型后才能进行参数整定和调试使用。如现在市面上比较普遍的大疆哪吒系列、A3、APM系列等，这些飞控只支持现有成熟机型，对于飞行以及控制原理有创新的飞行器则无法实现控制。因此，如何让一个飞行控制系统适用于所有机型，而不是针对新机型设计全新的飞控是飞行器设计者面临的严重阻碍。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的通用飞行控制系统及方法解决了现有的飞控无法适用于所有飞行器，难以实现对新型布局飞行器控制的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种通用飞行控制系统，包括相互通信连接的调参软件和设备硬件；

所述设备硬件包括飞控和遥控器，所述遥控器与飞控通信连接；

所述调参软件用于设置遥控器的各个通道动作时，飞行器对应的执行机构作出的具体动作，进而使遥控器对飞行器机体进行姿态控制；

所述遥控器用于根据调参软件的设置，对飞行器进行姿态控制；

所述飞控用于根据调参软件的设置和遥控器发送的控制信号，生成执行指令信号。

进一步地，所述飞控包括陀螺仪、加速度计、气压高度计、定位模块和控制处理单元；

所述陀螺仪、加速度计、气压高度计和定位模块均与所述控制处理单元连接；

所述陀螺仪用于测量飞行器的角速度；

所述加速度计用于测量飞行器当前的加速度和飞行速度；

所述气压高度计用于测量飞行器的相对海拔高度；

所述定位模块用于确定飞行器的当前位置信息；

所述控制处理单元用于根据角速度、加速度、飞行速度、相对海拔高度、位置信息和遥控器发出的控制信号输出PID偏差数据，并根据该PID偏差数据调节飞行器电机的输出功率和舵机的偏转角度，使飞行器保持期望姿态飞行。

一种通用飞行控制方法，包括以下步骤：

S1、在调参软件上配置飞行器的执行机构和4个自由度上的响应系数，并输入4个自由度的PID值；

S2、将调参软件上配置和输入的数据作为配置数据，并通过串口下载至飞控的控制处理单元中，并生成各通道函数表达式；

S3、确定当前飞行器的姿态信息，并将其传输至控制处理单元；

S4、将遥控器发出的控制信号作为期望响应，根据当前姿态信息计算期望响应与实际值的差值，并经PID运算出控制值；

S5、根据控制值和存储在控制处理单元中的配置数据以及各通道函数表达式，计算出各通道的PWM脉宽值；