一种无人机气源控制系统的制作方法

本实用新型属于飞行控制技术领域，具体涉及一种无人机气源控制系统。

背景技术：

由于无人机具有体型小、成本低等优势，而且随着飞控技术、通信技术和电子技术的快速发展，无人机的性能不断增强、类型不断增多，使其在军用领域和民用领域中的应用需求不断增大。

近年来随着各类航空装备的不断发展，出现了短距起飞垂直降落固定翼小型无人机。控制飞机起飞降落姿态的常用手段是利用机翼上的舵面，由于短距起飞垂直降落小型无人机，在降落过程中没足够的飞行速度，无法产生升力，舵面没有气动效率，舵面不能起到控制飞机姿态的作用。

另一种控制飞机起飞降落姿态的常用手段是利用发动机或风扇的喷气产生的推力方式进行控制(如英国“鹞”式战斗机、美国F-35战斗机)，但小型无人机体积和重量限制，无法产生足够的推力。

技术实现要素：

本实用新型的目的：为了解决上述问题，本实用新型提出了一种无人机气源控制系统，采用机身均布设置多个均布气流喷嘴的技术方案，依靠多个气流喷嘴产生不同的气流推力从而控制无人机的飞行姿态。

本实用新型的技术方案：一种无人机气源控制系统，适用于短距起飞垂直降落的无人机，包括：第一喷嘴、第二喷嘴、第三喷嘴、第四喷嘴、第五喷嘴、第六喷嘴、压气机、阀门、控制器、转速修正调节器及所述喷嘴与压气机之间的连接管路；

机身中央位置设置有进气口，所述进气口处安装压气机，所述压气机通过机身内部的气体管路分别与第一喷嘴、第二喷嘴、第三喷嘴、第四喷嘴、第五喷嘴、第六喷嘴相连；所述各喷嘴内部设置有阀门；

所述第一喷嘴安装在机头上，所述第四喷嘴安装在机尾下部，所述第二喷嘴及所述第三喷嘴分别安装在两侧机翼上，所述第五喷嘴及第六喷嘴分别安装在机尾左右两侧；

所述控制器由一个控制板、一个压气机电调组成，所述控制器通过舵机控制阀门的开度，气源流速通过转速修正调节器及控制器共同调节压气机的转速，且压气机转速的基本控制策略采取经典PID控制。

优选地，所述控制器采用开环的控制策略控制舵机。

优选地，所述压气机控制过程中，先将喷嘴推力指令转化为压气机的转速指令，再将压气机转速指令转换为压气机电调的电流指令。

本实用新型的有益效果：本实用新型满足短距起飞垂直降落的无人机姿态调整需求，提高姿态调整效率，使姿态调整响应更快，更精确。

附图说明

图1为本实用新型一种无人机气源控制系统的一优选实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施例的喷嘴侧视图；

图3为图1所示实施例的喷嘴控制系统示意图；

图4为图1所示实施例的压气机控制系统示意图；

其中，1-第一喷嘴，2-第二喷嘴，3-第三喷嘴，4-第四喷嘴，5-第五喷嘴，6-第六喷嘴，7-压气机，8-舵机，9-阀门。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，请参阅图1至图4；

一种无人机气源控制系统，适用于短距起飞垂直降落的无人机，包括：第一喷嘴1、第二喷嘴2、三喷嘴3、第四喷嘴4、第五喷嘴5、第六喷嘴6、压气机7、舵机8、阀门9、控制器、转速修正调节器及各喷嘴与压气机7之间的连接管路；

机身中央位置设置有进气口，所述进气口处安装压气机7，所述压气机7通过机身内部的气体管路分别与第一喷嘴1、第二喷嘴2、第三喷嘴3、第四喷嘴4、第五喷嘴5、第六喷嘴6相连；各喷嘴内部设置有阀门9；

第一喷嘴1安装在机头上，第四喷嘴4安装在机尾下部，第二喷嘴2及第三喷嘴3分别安装在两侧机翼上，第五喷嘴5及第六喷嘴6分别安装在机尾左右两侧；

位于机头的第一喷嘴1和位于机尾的第四喷嘴4负责无人机的俯仰姿态控制，实现无人机的抬头和低头；

位于左右机翼的第二喷嘴2和第三喷嘴3负责无人机的滚转姿态控制，实现无人机的机身轴向左滚和右滚；

位于机尾左右两侧的第五喷嘴5和第六喷嘴6负责无人机的偏航姿态控制，实现绕机身垂向左转和右转。

所述喷嘴推力的大小受喷嘴处阀门9的开度和气源的流速共同影响，阀门9由控制器控制，所述控制器采用数字信号处理器的小型控制板，并具备丰富的外部接口，满足压力采集电池阀控制功能，由一个控制板和压气机电调组成。气源流速有控制器和转速修正调节器共同调节。

一、阀门的开度调节：

外界气流经机身设置的进气口进入压气机，压气机7作为供气源通过机身内部的气体管路给6个喷嘴供气，气流经压气机7压缩后到达喷嘴附近。推力指令由前端控制计算中心实时计算，并输送到控制器，控制器采取开环控制策略控制舵机8调整阀门的位置，从而控制喷嘴的流量；或者控制阀门的通断时间完成无人机的姿态调整。

二、气源流速的调节

压气机7作为供气源给6个管路供气，气源的流速控制通过调节压气机转速实现，压气机转速的基本控制策略采取经典PID控制(比例积分微分控制)，控制过程中首先将喷嘴推力指令转化为压气机的转速指令，再将压气机转速指令转换为压气机电调的电流指令，进而调节压气机7的转速，压气机7安装在供气主回路上，应保证气源压力。

在调节压气机转速过程中，推力指令到达控制器，所述控制器结合转速修正器，共同生成转速命令。其转速修整调节器及时提供正确的转速修正方法，减小启动时间，同时能够防止压气机转速过大，导致进口的压力和进气量过大。

本实用新型一种无人机气源控制系统，采用机身均布设置多个均布气流喷嘴的技术方案，依靠多个气流喷嘴产生不同的气流推力从而控制无人机的飞行姿态，满足短距起飞垂直降落的无人机姿态调整需求，提高姿态调整效率，使姿态调整响应更快，更精确。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。