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MUAV自主姿态稳定与导航系统有哪些技术难点?
- 2019-12-04-

      微型无人飞行器系统是一个复杂的有机整体,涉及飞行器的结构、气动特性、动力、导航、“飞控系统等 多个技术领域和学科。自主姿态稳定与导航系统的研制,在整体集成方面,面临的主要技术难点包括:


 1. MUAV子系统间的电磁干扰


      微型无人飞行器尺寸小,要安装GPS接收机与天线、机载微处理器、无线发射/接受模块、舵机以及作为任务载荷的图像传感器等,安装十几厘米的狭小空间内,各模块有电气上的连接,无线发射/接受模块、机载微处理器、舵机和图像传感器都是干扰源,影响无线接受装置。


       MUAV系统还是一个模、数混合系统,陀螺、加速度计、磁传感器、高度计等以及系统中的AD转换模块等模拟信号可能会收到数字信号的噪声干扰,从而性能降低。另外,高速处理器时钟周期和内部总线达到了纳秒,其辐射干扰的频带可达GHz,舵机大多采用PWM方式,PWM也是一个很重要的干扰源。GPS在地面的信号非常微弱,当接收机和天线离处理器较近时受干扰,将无法进行卫星信号的捕获。因此,各模块间的电磁干扰必须引起重视,并在系统研制中全面考虑,可以说,电磁干扰直接影响MUAV系统的成败。


2. MUAV机体振动的影响


       为了尽量提高微型飞行器的载荷能力,在飞行器外形和动力确定后,希望机体尽量轻,很多微型飞行器都采用了泡沫材料。对于飞翼式飞行器,在飞行中,机舱底面的振动与机身不一致,使得机舱内的MEMS惯性传感器输出信号中,除飞机整体的运动外,还叠加了与机舱振动,造成舵面的抖动。


      改变机身结构可以从根本上消除这种情况,通过对MEMS惯性传感器带宽的合理选择以及滤波手段的引入,也可以- -定程度上将振动因素隔离。


       微型无人飞行器是随着MEMS技术而出现的一种新型飞行器,在军事领域中的重大应用价值促使各国都在投入相当多的力量开展相关的研究。MEMS惯性传感器及基于MEMS惯性传感器的微型姿态确定和导航系统在微型飞行器自主飞行中占有极其重要地位。


      基于MEMS惯性传感器的惯性导航技术是下--代惯性导航系统的重要发展方向,它将引领惯性技术进入微小型智能系统的自主导航领域,MEMS惯性组合导航系统将切实满足国防和国民经济中对微型导航系统的需求,在国民经济以及国防中的地位和作用将日益凸现。

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