出DAC和4个输出并行12位DAC，转换频率为200kHz。(6 )工作温度为-40 °080°C，尺寸为91.4mm X 58.4mm X 7.6mm。
[0051]飞行控制器硬件:该型无人机飞行控制器是一个单独装箱的小型航空机载电子设备，由DC/DC直流电源变换板、计算机主机板、模拟量通道板、开关量通道板和舵机控制板组成，全部模板通过母板上的总线方式连接，以减小尺寸，提高集成度。该飞行控制器需要与GPS、磁航向计和无线电高度表等进行通讯，共需5个串口。而586-Engine主板只提供2个串口，分别供地面检测和测控电台使用，因此需要进行串口扩展。串口扩展电路中采用TL16C754四通道UART并-串转换器件，将8位并行数据转换成4路串行输出，外加MAX202和MAX489电平转换芯片，扩展了 2个RS232串口和2个RS422串口，可满足飞行控制器的硬件需求。
[0052]转换硬件电路:此型无人机采用模拟舵机，共需6路D/A通道产生PffM信号来驱动舵机。586-Engine主板总共提供8路D/A，其中4路12位并行D /A(DA7625)分别控制升降舵机、左右副翼舵机和方向舵机，2路12位串行D/A(LTC 1446)控制前轮舵机和油门舵机。由于DA7625的输出电压范围为O?2.5V，LTC1446输出电压范围为O?4.096V，而舵机工作电压为-10?10V，因此需要对信号进行放大和电平平移。D/A电平平移电路如图7所示。
[0053]由图可知，D/A电平转换原理是在运放输入端采用加法电路，将输入信号与基准电平比例相加，得到适合采样的电压范围。关于A/D采集，586- Engine主板上自带的19路12位的A/D接口完全满足飞控系统通道数和转换精度的要求，这些A/D接口分别采集气压高度表的数据，无人机机载电压、发动机转速和温度、油门开度等。这些信号发往地面测控计算机，为操作人员对无人机工作状态进行监控提供了基础。关于I/O控制，586- Engine主板上提供了32个16位可编程数字I/O口，用于采集发动机启动信号、伞舱打开信号等，并输出开关量信号控制其它设备，控制无人机起飞与回收过程。
[0054]电源模块硬件电路:飞行控制器的电源模块电路给飞行控制器提供干净稳定的供电电压，用来保证飞行控制器正常工作。电源模块电路的设计好坏直接影响飞行控制器运行的稳定性和可靠性。该型无人机由于对尺寸有一定的要求，同时考虑到可靠性与成本，因此在设计时选用了成熟的标准模块电源，外接少量器件即可工作。本飞行器可采用24T0OT12模块电源作为供电电路的主芯片，提供的功率为30W，输入电压范围为18V~36V，具有三路电源输出:+5V和±12V，为机载传感器和舵机进行供电。嵌入式芯片的使用，减小了飞行控制器的体积与重量，实现了飞行控制器小型化、高集成度的设计目标；自行设计的串口扩展电路、舵机控制板等降低了研制成本，满足了项目需求方的要求。可以预见，586-Engine 特有的功能以及较高的性价比将在无人机飞行控制领域得到广泛的应用。
[0055]电源管理系统电路:小型旋翼机器人是以模型直升机为载体，装备上传感器单元，控制单元和伺服机构等装置以实现自主飞行。而为了提高飞机的安全性，需要设计一套设备监测系统，实时的监测飞机的姿态信息，机载设备的状况以及电源的情况等。该平台所使用的电源是两节锂电池串联组成的电池组，利用锂离子电池的充放电特性，采用以megal61为核心的充放电管理系统。锂电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池和自放电率低等优点，与镍镉电池、镍氢电池不太一样的是必须考虑充电、放电时的安全性，以防止特性劣化。因此在系统运行过程中，为了保护锂电池的安全，设计了一套欠压保护电路，以防止电源管理系统因过用而发生电池特性和耐久性特性劣化。
[0056]电源管理系统总体框架:无人机电源管理系统是飞机实现自主飞行的重要组成部分，其大致框架如图8所示。在该系统中，利用AXI公司生产的2212/ 34型号发电机将动能转换为220V交流电，再经过整流稳压后输出11.6V的直流电压，可由该输出电压为两节锂电池充电。电源管理系统的控制器是meg al61单片机，该控制器通过检测两节锂电池的电压大小从而控制继电器开关来对电池进行充放电管理。
[0057]控制器采集到电源系统中的信息后，通过无线传输设备将该数据实时传输给地面。地面监控平台还可以发送一些指令给megal61，通过控制继电器开关来控制电池充放电，从而实现监测和控制飞机的目的。机上电源模块由两节英特曼电池有限公司生产的锂电池组成，电池组电量充足时电压为8.4V.电池的荷电量与整个供电系统的可靠性密切相关，电池剩余电量越多，系统的可靠性越高，因此飞行时能实时获得电池的剩余电量，这将大大提高飞机的可靠性。
[0058]电源监控系统:直升机能顺利完成飞行任务，充足的电源供应不可或缺。由锂电池的特性可知，在过度放电的情况下，电解液因分解而导致电池特性劣化并造成充电次数降低。因此为了保护电池的安全，电源系统在给控制系统供电前要经过欠压保护模块和稳压模块。为了预测电源系统中剩余的电量，这里采用检测电源系统电压的方法，在测得系统的电源电压后，查找由放电曲线建立的数据库，就能估计出电源系统中所剩余的电量。单片机所需要的电源电压是2.7?5.5V，因此可为meg al61设计外部基准电压为2.5V，该基准稳压电路如图12所示。所以系统要检测电池的电压，需要将电池用电阻进行分压且最大分得的电压值不能超过2.5V.控制器测得的电压值乘上电压分压缩小的倍数后，就能得到电源系统中的实时电压。时刻监测锂电池的用电情况，防止电池过用现象出现，就能达到有效使用电池容量和延长寿命的目的。
[0059]直流无刷电机电路:无刷直流电机是由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。直流无刷电机与一般直流电机具有相同的工作原理和应用特性，而其组成是不一样的，除了电机本身外，前者还多一个换向电路，直流无刷电动机的电机本身是机电能量转换部分，它除了电机电枢、永磁励磁两部分外，还带有传感器。该发电机的部分AC-DC电路如图13所示。
[0060]充电电路:锂离子电池的充电特性和镍镉、镍氢电池的充电特性有所不同，锂离子电池在充电时，电池电压缓慢上升，充电电流逐渐减小，当电压达到4.2V左右时，电压基本不变，充电电流继续减小。因此对于改型充电器可先用先恒流后恒压充电方式进行充电，具体充电电路如图9所示。该电路选用LM2575 ADJ组成斩波式开关稳压器，最大充电电流为IA0
[0061]该电路工作原理如下:当电池接入充电器后，该电路输出恒定电流，对电池充电。该充电器的恒流控制部分由双运放LM358的一半、增益设定电阻R3和R4、电流取样电阻R5和1.23V反馈基准电压源组成。刚接入电池后，运放LM358输出低电平，开关稳压器LM2575-ADJ输出电压高，电池开始充电。当充电电流上升到IA时，取样电阻R5(50m欧)两端压降达到50mV，该电压经过增益为25的运放放大后，输出1.23V电压，该电压加到LM2575的反馈端，稳定反馈电路。当电池电压达到8.4V后，LM3420开始控制LM2575ADJ的反馈脚。LM3420使充电器转入到恒压充电过程，电池两端电压稳定在8.4V.R6、R7和C3组成补偿网络，保证充电器在恒流/恒压状态下稳定工作。若输入电源电压中断，二极管D2和运放LM358中的PNP输入级反向偏置，从而使电池和充电电路隔离，保证电池不会通过充电电路放电。当充电转入恒压充电状态时，二极管D3反向偏置，因此运放中不会产生灌电流。
[0062]电源欠压保护电路:电源欠压保护由锂电池的电池放电特性易知，当电池处于3.5V时，此时电池电量即将用完，应及时给电池充电，否则电池电压将急剧下降直至电池损坏。套欠压保护电路如图10所示，利用电阻分压所得和由TL431设计的基准电压比较，将比较结果送人LM324放大电路进而触发由三极管构成的开关系统，从而控制负载回路的通阻。试验证明，当系统电压达到临界危险电压7V时，系统的输出电流仅为4mA，从而防止了系统锂电池过度放电现象的产生。由于锂离子电池能量密度高，因此难以确保电池的安全性。在过度充电状态下，电池温度上升后能量将过剩，于是电解液分解而产生气体，因内压上升而发生自燃或破裂的危险;反之，在过度放电状态下，电解液因分解导致电池特性及耐久性劣化，从而降低可充电次数。该充电电路和本管理系统能有效的防治锂电池的过充和过用，从而确保了电池的安全，提高锂电池的使用寿命。本系统具有自动控制充放电管理，实时监测电池电压等功能。该系统已经经过调试和试验验证了其可行性，但是为了保证飞机安全，还要做更多的试验以保证无人机自主飞行的安全和稳定。
[0063]小型无人机飞控系统
[0064]小型无人机在现代军事和民用领域的应用已越来越广泛。在经历了早期的遥控飞行后，目前其导航控制方式已经发展为自主飞行和智能飞行。导航方式的改变对飞行控制计算机的精度提出了更高的要求;随着小型无人机执行任务复杂程度的增加，对飞控计算机运算速度的要求也更高;而小型化的要求对飞控计算机的功耗和体积也提出了很高的要求。高精度不仅要求