摘要：飞控系统是无人机的核心，无人机的外部架构对其性变形飞行器；飞控系统；无人机；地面控制站；实验
0 引言
无人驾驶飞行器简称无人机(UAV)，是一种由动力驱动、无人驾驶和可重复使用的航空器。无人机因其成本低、效率好、应用灵活、危险系数小等优点而广泛应用于侦查、目标指示、生化武器探测、电子干扰、航空摄影、水灾监视等**和民用领域。
随着国家现代化和国防事业的发展，单一飞行模式的飞行器(运输机、战斗机、旋翼机、火箭、导弹、无人机、飞艇、空天往返飞机等)已经难以满足不断增长的需求。一是机翼结构为后掠角可变，二是全动尾翼结构，机体横侧向滚转灵活。
3 机载飞控系统结构图总体设计
我们采用开飞行器基本参数、初始状态参数、初始控制参数、模型与仿真选项。
4．2 飞行仿真平台
飞行仿真平台实时观测飞行器的位置、俯仰角、滚转角、偏航角等信息。平台负责飞行中对无人机进行实时控制和监测。
5 控制规律选择与设计
工程实际中PID控制器应用*为广泛，本设计采用PID控制器。
5．1 俯仰姿态控制回路
俯仰姿态控制回路保证飞行器俯仰角在扰动后**种为传感器方向和模型的径向和横向轴线一致；**种为传感器方向和模型的径向和横向轴线成45°角。两种方式对应的配置文件不同，当前实验中采用的是**种方式。
6．1．2 无线modem调试
实验采用的是Xbee Pro 2模块，工作频率为868MHz。其通信配置通过X-CTU软件进行。作为地面终端的模块要设定为ZNET 2．5 COORDIN ATORAT模式，而模型上的模块则要设定为ZNET 2．5ROUTER／END DEVICE AT模式。为了提高效率，还可将默认的通信速率由9．6kb／s提高到57．6kb／s。X-CTU设置界面如图13所示。
6．1．3 GPS调试
GPS调试必须在室外开阔地带进行，保证周围无高层建筑遮挡信号。可以使用u-blox的软件u-center进行调试，也可直接在GCS中查看GPS信息。实际测试中，LEA-5H芯片的定位时间在2min以内，位置漂移在3m以内。U-CENTER测试GPS界面如图14所示。
6．1．4 RC遥控器和接收机的修改和配置
出于**考虑，系统中保留传统的RC遥控和接收是必要的。由于Tiny 2．11控制板需要直接读入PPM信号进行处理，所以对于普通的PPM接收机，要使用示波器找出电路中PPM信号的接入点，焊接导线引出，再接入Tiny 2．11控制板。当前实验采用的是天地飞WFR09-P 8通道接收器，其电路修改如图15所示。
各通道信号都需使用Real time plotter和Message工具确定信号范围和中点，从而正确设置各通道的控制量及输入方向。
6．2 飞行试验
6．2．1 模型测试
在不装备自主飞行电子设备的情况下，使用传统RC遥控器和接收机，手动控制模型进行飞行测试。测试目的是检验模型的稳定性和操控性，估计模型模型重量的控制和重心的合理配置；舵机的方向调整，确保在AUTO模式下和手控状态下舵面偏转方向一致；电子设备的绝缘保护；抗干扰措施。Xbee Modem与RC接收机应尽量远离电调，它们之间的距离也应尽可能大。此外，接入Tiny控制板的大量导线要用小磁珠扎在末端，以减小电磁干扰。
6．2．3 自主飞行测试
在自主飞行试验之前，除了要进行上述各项测试工作，还必须完成飞行相关配置和飞行计划的编写，编译和软件模拟等工作。
(1)飞行相关配置。这包括电机、舵机、GPS、Xbee modem、RC遥控等配置；
(2)飞行计划编写。为自主飞行编写合适的飞行计划，包括初始位置、飞行航迹和飞行高度等。注意要事先用手持GPS确定试飞场地的经纬坐标；
(3)飞行模拟。各配置文件编写完成，编译无误后，在地面站进行飞行模拟。模拟无误后，上传至控制板。
(4)实际飞行。各项准备工作完成后，到预期地点进行实际飞行。
飞行器从home出发，绕以S1为中心的圆飞行。在从home到L1这阶段，飞行器副翼收缩，快速飞行，在飞行中根据收到的GPS信号，不断调整自己的轨迹，到达L1处飞行状态基本稳定，飞行器副翼展开进行定点盘旋。
当飞行器在L2处接收到调整飞行计划命令时，副翼收缩，快速飞行，到达L3处飞行器飞行状态基本稳定，副翼伸展，进行定点盘旋。
图18实时改变盘旋中心点实际飞行的情况达到了预期效果，实现了预期功能。
7 结束语
系统复杂度较高，所需设备也较多。但是可以自主飞行，同时实现航迹和姿态控制。机载辅助电路将信号发回地面后，完全可以使用独立编制的控制算法进行控制，而信号处理则由软件完成。由于地面平台速度很快，信号延迟不会有太大影响。针对变形飞行器模型，可以充分利用其可变形的特点，实现性能**化。
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