无人机飞行控制技术研究

    刘子安

    摘 要：无人机在目前属于具有较高技术水平的一种现代化机械设备，在社会上很多领域内均有着十分广泛的应用，并且发挥着不可替代的作用，具有较高价值。在当前无人机设备实际应用过程中，相关技术人员必须要掌握相关飞行控制技术，在此基础上才能够使其作用及功能得以更好发挥，使其应用效率能够得以有效提升。本文主要就无人机飞行控制技术进行分析，以实现其更好应用。

    关键词：无人机;飞行控制技术;研究

    DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.06.156

    无人机是以信息技术及智能控制技术为基础发展而来的一种现代化机械设备，具有较高的技术水平及较强功能，在各个行业内均有着越来越广泛的应用，并且被越来越重视。在无人机设备实际应用过程中，为能够实现其作用的更好发挥，十分重要的一点就是应当合理应用相关飞行控制技术，因而有关技术人员需要对无人机飞行控制技术充分了解及掌握，在此基础上实现其更理想应用。

    1 无人机概述

    所谓无人机就是指无人驾驶且不载人的一种飞行器，这种飞行机械设备主要就是利用地面终端控制系统，或者利用计算机及互联网平台控制程序对其运行进行较好控制。就无人机结构而言，其组成主要包括三个部分内容，分别为无人机主体、有效负荷以及终端控制系统。在当前无人机制造技术及控制技术不断快速发展形势下，无人机应用领域也逐渐得以扩展，当前应用较广泛的就是民用以及军用。无人机能够得以越来越广泛的应用，其原因主要就是在任务完成方面具有较高效率，并且对于一些人工执行比较困难或者存在局限性的一些任务类型中能够适用，同时无人机运行成本比较低，工作效率比较高，更重要的一点就是在实际应用中基本上不会有人员伤亡情况发生。因此，在无人机不断发展的形势下，其应用范围及领域也必然会得以不断扩展，在人们日常生活及生产中会得到十分广泛的应用，同时对于其应用效果及功能性也必然会有着越来越高要求。因此，需要通过提升无人机飞行控制技术使其功能得以进一步完善，这在无人机发展及应用方面具有重要作用及意义[1]。

    2 无人机飞行控制系统以及飞行控制技术

    2.1 无人机飞行控制系统结构

    在无人机设备实际运行过程中，主要就是利用飞行控制系统，在有效控制基础上，才能够使无人机依据任务要求运行以及开展工作。对于无人机飞行控制系统结构而言，其包含三个部分内容，分别为传感器、舵机以及飞行控制器，而这些不同结构的组成又包括不同细节。其中，传感器的构成主要包括高度传感器、惯性测量组合MIMU以及GPS卫星接收器;舵机依据其用途不同可分为三种类型，分别为副翼式舵机、升降式舵机以及风门式舵机;在飞行控制器中主要就是利用计算机系统实行控制操作。对于这三种结构，其中的核心部分就是飞行控制系统，主要作用就是在无人机运行中对不同单元及结构进行协调，使协同作用能够得以充分发挥，在实际工作中其主要原理及方式为通过计算及分析得出相关程序，以此為依据发出相关指令，从而对无人机升降以及飞行进行较好控制。

    2.2 无人机飞行控制系统核心结构任务

    第一，飞行航线的规划及控制。在无人机实际运行之前，应当利用计算机系统对其飞行轨迹及航线范围提前进行设计，在该过程中计算机控制系统作用主要就是对无人机飞行航线随时进行监控及观察，确定其是否符合程序所设定轨迹，以避免与航线偏离的方向性错误发生，有效防止对飞行任务的完成产生影响。在实际飞行过程中，若出现与航线偏离情况，利用核心控制系统进行航线导正，从而对无人机飞行进行较好控制。

    第二，无人机飞行中相关数据的采集。在无人实际运行过程中，通常都会有一系列数据信息产生，在整体运行系统中，利用无线传输方式向核心控制系统中进行传送，从而使数据读取及采集工作得以完成，从而在后期进行数据分析过程中能够进行较好应用。

    第三，在无人机实际运行过程中，不可避免地会有一定故障出现，并且很多情况下都都是在任务实行过程中出现故障，对于这种情况的出现，可利用飞行控制系统对所发生故障进行处理，从而快速消除无人机故障，确保无人机能够顺利完成任务[2-3]。

    3 无人机飞行控制效率提升策略

    3.1 科学合理设计核心控制系统中的硬件及软件设备

    对于这一点而言，其主要就是以实体结构为入手点，合理进行前期设计，比如在进行硬件设计过程中，对于硬件设备电源接口、硬件模块及整体系统结构，需注意其合理性，接口部位应当接触良好，相关硬件模块需准确全面，对于系统结构设置应保证合理性。在软件设计方面，外界环境因素很容易对其产生影响，因而使实际设计中应当对无人机运行环境进行合理选择，确保在设计完成之后，能够对外界质量较好接收，且能够快速反应。此外，无人机自身运行功能应当具有扩展性，从而保证无人驾驶情况下对于外界情况实际变化较好应对，使无人机更好运行。

    3.2 注重无人机故障处理

    在无人机实际运行过程中，由于无人驾驶，设备需要在外界环境中自主执行任务及发挥自身作用，为能够避免故障发生对设备正常运行产生不良影响，应当注意对其故障进行较好处理。一方面而言，对于地面终端监控设备，应当全面准确监控其故障，保证运行故障能够得以及时发现。另一方面而言，终端控制系统在实际应用应当提升处理故障能力，保证能够对多种不同类型故障进行较好处理，从而使故障的发生对无人机所造成的影响尽可能降低，使无人机能够更好运行[3]。

    4 结语

    无人机作为一种现代化机械设备在各个方面的应用也越来越广泛，因而确保无人机更好运行十分必要。在无人机实际应用过程中，为能够实现其正常运行，相关技术人员应当合理应用飞行控制技术，对控制系统及技术进行分析，并且以有效措施提升控制系统运行效率，从而对无人机运行更好控制，确保其更好完成任务，发挥其作用。

    参考文献：

    [1]齐俊桐，平原.无人机吊挂飞行控制技术综述[J].无人系统技术，2018，1（01）：83-90.

    [2]韩泉泉，席庆彪，刘慧霞，张波.基于飞行安全的无人机控制技术发展趋势研究[J].现代电子技术，2014，37（13）：22-25.

    [3]韩泉泉，刘洋，刘磊.小型无人机自主飞行控制技术的研究[J].计算机光盘软件与应用，2014，17（06）：35-36.