飛行控制器(飛控)是飛行器的大腦。它從接收器接受信號,,并把信號傳輸給電調(diào)告訴它如何飛行,,其中最困難的在于如何保持飛行器飛行的穩(wěn)定性。為了保持穩(wěn)定性,,就需要各種各樣的傳感器來監(jiān)測飛機實時的飛行姿態(tài)和飛行位置,。
下面的關(guān)鍵詞是“自由度”(DEGREES OF FREEDOM——DOF)。
3DOF
三軸加速度計或陀螺儀監(jiān)測運動或旋轉(zhuǎn)中的變化,。
6DOF
三軸加速度計和陀螺儀的組合允許精確測量直升機方向的變化,。多軸飛行器保持穩(wěn)定飛行姿態(tài)至少需要6自由度。
9DOF
增加了了兩個加速度計和一個定位傳感器指南針(磁強計),,用于確定多軸飛信器的方向,。
10DOF
始終保持至少一個備用的傳感器是一個良好的習(xí)慣,大部分人將這多余的一個傳感器制作成氣壓計用來測量大氣壓強,,但是也有人將它作為超聲波測距儀來監(jiān)測模型到地面的距離,。
11DOF
最后一個傳感器用來安裝GPS模塊,用來監(jiān)測模型的絕對位置,。
簡易廉價的飛控通常只支持6自由度,,因為某些功能可以不通過飛控而采用外部模塊單獨實現(xiàn)。
對于一個完整的飛控來說,,它應(yīng)該具備著強大的軟件支持,,并且提供多種附加功能,以支持很多不同的飛行模式,。例如利用Arduino開發(fā)的Ardupilot Mega(APM)就支持以下的功能:
手控
直接將發(fā)射器的信號傳送到飛行器,。當(dāng)你把操縱桿放開的時候,飛機將會按照你所指定的方向繼續(xù)上一姿態(tài)的飛行,。
自穩(wěn)
釋放操縱桿之后飛機將會停止原有的飛行模式并懸停在一個穩(wěn)定的位置,。
電傳操縱訓(xùn)練
某些飛行姿態(tài)可以直接通過飛控設(shè)定的,,而避免了各種機械傳動裝置的復(fù)雜性。比如你可以自行設(shè)定橫滾,、航向和俯仰角度的最大最小值及其變化速率的快慢,。
自動飛行
模型可以按照你預(yù)先設(shè)定好的路徑飛行,當(dāng)然,,你可以手動干預(yù)飛行路線,。
自動返航(RTL)
飛行器可以按照預(yù)設(shè)的路線自動返航至起始飛行點并保持在預(yù)設(shè)高度懸停,這個功能需要GPS支持,。
懸停
如果不給飛行器任何的控制信號,,那么飛行器將會盡可能保持原有的飛行姿態(tài)并保持原有的位置不變。
自動啟動和著陸
或許這是避免墜機的最好方式了,。,。。
利用一些外部模塊或者采用其他飛控都可以實現(xiàn)更多不同的功能,,采用什么飛控和外設(shè)取決于你需要什么功能,。
飛控都有什么種類?
有很多的飛控可以供玩家選擇,,而且它們的特性描述也很好,。選擇飛控的最好方式是直接選用那些已經(jīng)編程后的商業(yè)飛控,或者列一個需求的功能清單,,請有飛控編程經(jīng)驗的程序員來對你的飛控進行編程,。
目前流行的飛控有:
; L2 ^) S# O! g' X" MHobbyKing KK2.1.5, KK2.1 或者更老版本的KK2
這是一款擁有6DOF的十分簡易的飛控,它集成了顯示屏和按鈕,,并且允許玩家直接改變所有參數(shù),。KK飛控的軟件部分十分簡單,容易上手,,并且在航模愛好者中也十分流行,,玩家可以給自己的飛控刷不同的固件,以獲取更好的飛行體驗,。但是它沒有外部接口,,所以不能擴展或者升級更強大的功能。盡管對于當(dāng)前飛控市場來說這是一個弊端,,但是KK飛控對于初學(xué)者的重要性仍舊不言而喻,。
Naze32
這是一款輕量級32位飛控,對于小型模型來說有著更好的飛行體驗,。完整版集成了氣壓計,,羅盤,并且能連接到GPS,但是后者仍舊處于試驗階段,。Acro Naze沒有這些功能,。如果沒有一定的計算機知識和一塊內(nèi)置顯示屏的話,搞懂這款飛控并不是一件容易的事情,。
% E- H/ K1 H1 @- h( qMulitiwii
從最基本的6DOF到內(nèi)置GPS的飛控之間有很多不同的版本,,最簡單的Acro板可能十分容易設(shè)置但是并不是那么容易組裝,,而最高級的內(nèi)置GPS板可能更需要耐心來設(shè)置,,但是結(jié)果卻不是那么樂觀。所以建議入手的時候一定要選一款合適你自己的,,并且最好有人幫你初始化過了,。
ArduPilot:APM 2.5 / 2.6 / Pixhawk APM
這是一款開源的飛控,并且已經(jīng)可以實現(xiàn)很多功能,,例如GPS,。它有著強大的能力,不光是包括了磁強計,、氣壓計,、GPS的硬件兼容,更是有著強大的軟件,,可以通過計算機編程寫入飛控來進行二次開發(fā),。所以這就必然帶來了復(fù)雜的設(shè)置過程,想對它進行深度開發(fā)必須有著巨大的知識儲備和動手能力,。這類飛控通常價格較貴,,一般都是商業(yè)公司才會花大價錢來使用。
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被HobbyKing公司按照ArduPilot Mega原型復(fù)制的一類便宜的飛控,。
OpenPilot CC3D
另一個基于開源的項目,。硬件很難操控,因為它不是商業(yè)化生產(chǎn),。非常類似于Acro Naze,。
DJI Naza
十分受歡迎的一款商業(yè)飛控,有著完整的功能列表,,并且可以滿足玩家很多需求,,方便上手,易于設(shè)置,,GPS鎖定性好,,懸停穩(wěn)定,價格較貴,。
個人認(rèn)為新手初學(xué)的時候應(yīng)該從簡單做起,,例如GPS等等不必要的模塊反而會加重新玩家的負(fù)擔(dān)。初學(xué)建議使用KK飛控,,否則將會更加麻煩,。
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