一种小型无人机光电吊舱延时上电控制系统及控制方法与流程

本发明属于无人机技术领域，涉及一种小型无人机光电吊舱延时上电控制系统及控制方法。

背景技术：

目前，光电吊舱是小型固定翼无人机普遍配装的一种载荷，用以实现侦查监视等功能。而光电吊舱含有电机部件，一般功耗较大，基本在几十瓦到几百瓦之间，如果单纯使用机载电池组供电，那就大大缩短了飞机的续航时间。目前比较常用的方式是地面调试时，使用外接电源给整机(含吊舱)供电；飞行任务时，使用小型机载发电机给整机(含吊舱)供电。这就要求分阶段控制飞机的供配电，一般根据发动机的转速设定两个转速阈值来控制两个开关，当满足第一个阈值条件时，发电机输出功率只能满足机载设备(不含吊舱)的供电要求，当满足第二个转速阈值时，发电机输出功率满足全机机载设备(含吊舱)的供电需求。光电吊舱主要使用在飞机的巡航飞行阶段，如果在巡航阶段发动机转速有较大波动，或者在飞机降高等过程中就存在光电吊舱频繁掉电上电的过程，频繁掉电上电的过程中容易对吊舱的机电部件造成诸多影响，影响其使用寿命，本发明就是针对这一问题而专门开发的延时上电电路。

技术实现要素：

(一)发明目的

本发明的目的是：设计一种小型无人机光电吊舱延时上电控制系统及控制方法，过滤掉巡航飞行过程中发动机转速波动较大时无人机光电吊舱的频繁掉电上电过程。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种小型无人机光电吊舱的延时上电控制系统，其包括：单片机、电源切换电路、i级控制开关和ii级控制开关，发电机整流滤波变换后28v电通过i级控制开关选择输送至切换电路或单片机；电源切换电路同时接收外部28v供电；单片机接收自动驾驶仪控制载荷离散控制信号、整流滤波后电压信号和载荷供电电压信号；单片机和切换电路通过ii级控制开关选择载荷供电输出。

其中，发电机整流滤波变换后28v电决定i级控制开关的开断，自动驾驶仪控制载荷离散控制信号和载荷供电电压信号决定ii级控制开关的开断。

本发明还提供一种小型无人机光电吊舱的延时上电控制方法，所述控制方法的过程为：单片机通过采集发电机三相交流整流滤波后电压vin+来判断发电机整流滤波变换后28v电是否满足给光电吊舱供电的条件，如果满足条件，则单片机打开i级控制开关，发电机整流滤波变换后28v电进入电源切换电路；如果存在外部28v电，则由外部28v供电，否则由发电机整流滤波变换后28v电供电；

单片机通过判断自动驾驶仪控制载荷离散控制信号状态和载荷供电电压信号来控制ii级控制开关信号的状态，单片机的ii级控制开关控制信号初始化为低电平，外部28v电或发电机整流滤波变换后28v电直接输出给光电吊舱供电；

当单片机检测到光电吊舱供电电压经电阻分压后的检测电压出现下降沿的跳变时，单片机将ii级控制开关信号置高，延时预设时间后再置低，电源输出给光电吊舱供电，由此滤除ii级控制开关信号预设时间置高过程中的掉电上电过程，实现延时上电的功能。

其中，所述预设时间为30s。

其中，所述载荷供电电压信号为所采集的载荷供电输出值。

(三)有益效果

上述技术方案所提供的小型无人机光电吊舱延时上电控制系统及控制方法，在实现两种电源切换的同时通过上电过程的多级控制实现了对频繁掉电上电的过滤，并且延时时间可根据需要调整。

附图说明

图1是本发明控制系统原理框图；

图2是本发明的延时上电控制逻辑时序图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明涉及一种小型无人机光电吊舱的延时上电控制系统，主要用于安装有发电机系统的小型无人机上，当飞机在降高或巡航过程中有可能出现的发电机的输出功率满足不了整机(含吊舱)的功耗时，出现频繁的掉电及重新上电的过程。由于光电吊舱含有较多机电部件，上电过程中需要有一个预热和校准过程，在频繁掉电上电的过程中容易对吊舱的机电部件造成诸多影响，影响其使用寿命，因此设计此延时上电控制系统，将间隔时间较少的频繁掉电上电滤掉，解决上述问题。

参照图1所示，本实施例小型无人机光电吊舱的延时上电控制系统包括：单片机、电源切换电路、i级控制开关和ii级控制开关，发电机整流滤波变换后28v电通过i级控制开关选择输送至切换电路或单片机；电源切换电路同时接收外部28v供电；单片机接收自动驾驶仪控制载荷离散控制信号、整流滤波后电压信号和载荷供电电压信号；单片机和切换电路通过ii级控制开关选择载荷供电输出。

本实施例中，延时上电控制系统对应的控制逻辑功能如表1所示：

表1载荷掉电延时功能逻辑表

参照图2所示，单片机通过采集三相交流整流滤波后电压vin+来判断发电机整流滤波变换后28v电是否满足给光电吊舱供电的条件，如果满足条件，则单片机通过控制i/o管脚pa11来打开i级控制开关，发电机整流滤波变换后28v电进入电源切换电路，如果存在外部28v电，则由外部28v供电，否则由发电机整流滤波变换后28v电供电；单片机通过判断自动驾驶仪控制载荷离散控制信号状态和载荷供电电压信号vcc_28v_load_i来控制ii级控制开关信号delay_control的状态，默认情况下，单片机的delay_control控制信号初始化为低电平，外部28v电或发电机整流滤波变换后28v电可以直接输出给光电吊舱供电，当单片机检测到光电吊舱供电电压vcc_28v_load经电阻分压后的检测电压vcc_28v_load_i出现下降沿的跳变时，单片机将ii级控制开关信号delay_control置高，延时30s后再置低，电源可以输出给光电吊舱供电，这样就滤除了delay_control信号30s置高过程中的掉电上电过程，实现了延时上电的功能。

载荷供电电压信号为所采集的载荷供电输出值。

某型号无人机，在光电吊舱的上电控制电路中使用了这种延时上电控制逻辑电路，解决了无人机巡航飞行过程中由于发动机转速变化较大带来的光电吊舱频繁掉电上电的问题，并且系统工作稳定。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种小型无人机光电吊舱的延时上电控制系统，其包括：单片机、电源切换电路、I级控制开关和II级控制开关，发电机整流滤波变换后28V电通过I级控制开关选择输送至切换电路或单片机；电源切换电路同时接收外部28V供电；单片机接收自动驾驶仪控制载荷离散控制信号、整流滤波后电压信号和载荷供电电压信号；单片机和切换电路通过II级控制开关选择载荷供电输出。本发明在实现两种电源切换的同时通过上电过程的多级控制实现了对频繁掉电上电的过滤，并且延时时间可根据需要调整。

技术研发人员：周正伟;所玉君;崔建飞
受保护的技术使用者：天津津航计算技术研究所
技术研发日：2017.10.27
技术公布日：2018.03.02