[深入浅出多旋翼飞控开发]概述篇][一][多旋翼飞控发展史]
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近年来,多旋翼飞行器犹如一颗闪亮的新星般异军突起,迅速占领了民用无人机和玩具飞行器市场。其背后,需要归功于多旋翼飞控技术的发展与普及。飞控,即飞行控制系统,是飞行器的大脑与灵魂。它负责接收外部信息并进行计算处理,然后控制各部位的运转,以保持飞行器的正常飞行状态。
下图是著名的开源飞控Pixhawk的连线示意图,中间最明显的则是飞控。飞控采集板载以及外接的各种传感器信息, 然后通过微处理器进行实时处理和计算得到飞行器的姿态和位置, 结合无线传输接收到的控制指令,再将反馈控制量输出到电机,从而达到控制飞行器飞行状态的目的。
要说起飞控,我们不得不谈起MEMS(微电子机械系统)陀螺仪传感器。陀螺仪最早应用于航海导航,经过了一百年的发展,已经成为现代航空航天航海工业中最重要的元件之一。早期的机械陀螺仪一般是一个又大又重的大疙瘩,其重量和体积使其难以应用到小型飞行器中。20世纪90年代以后,MEMS技术开始成熟,只有芯片大小的MEMS传感器被制造出来了,能够实现自主导航的小型飞行器变得可能实现。
在民用飞行器领域,MEMS陀螺仪传感器最早被应用于小型航模直升机。早期的航模直升机一般没有装备飞控,完全靠飞手手动控制,因此非常难以驾驭,只有经过大量训练的玩家才能够比较好地操控。因为操控直升机,不仅要通过遥控器手动控制姿态上的三个自由度使其平衡飞行,还要同时控制油门及桨距来保持其高度稳定。