H2N多旋翼無人機采用復合材料一體機設計,機臂采用折疊設計,方便展開及運輸。動力系統采用無刷電機和18650電池組(可升級21700),18650電池組具備安全性高,充放電次數長等特點。
1、組合導航方案設計
衛星導航系統:衛星導航系統的功能是提供是能在地球表面或近地空間的任何地點為用戶提供全天候的3維坐標和速度以及時間信息的空基無線電導航定位系統。
慣性導航系統:慣性導航系統不依賴外部信號,是一種*自主的導航系統,抗*力強,能為無人機的飛行控制提供高頻率的導航定位信息。但是純捷聯慣導在原理上存在隨時間發散的誤差,特別是旋翼無人機系統由于體積重量限制,只能選用MEMS慣性傳感器。針對MEMS慣性器件精度較低的情況,通過對MEMS慣性器件的誤差特性進行實驗研究,建立適合于無人機MEMS慣性器件的工程化誤差模型,并在微慣性導航系統中進行誤差補償,以此來提高微慣性導航系統的性能。
組合導航軟件框圖如圖所示。
組合導航軟件框圖
2、捷聯航姿方案設計
在飛行器飛行過程中,姿態控制是關系到飛行是否穩定安全的重要因素,而飛行器的姿態數據獲取則是姿態控制好壞的關鍵點,在捷聯航姿系統中漂移、滯后等測量數據的不理想情況,都是致使控制系統發散的因素。所以,準確及時獲取三軸姿態數據,是整個飛控、導航模塊要解決的首要問題。
在飛控、導航模塊中,配置了三軸MEMS速率陀螺和三軸MEMS加速度計,利用捷聯慣導原理,就可以使用三軸角速率信息,通過捷聯航姿解算,實時計算得到載體平臺相對于慣性系的姿態。在一般的捷聯慣導系統中,這個姿態還需要轉換到導航系中,但是在捷聯航姿系統中,只需要得到方向余弦矩陣即可,不需要進一步積分加速度計信息。
捷聯航姿坐標系
捷聯航姿系統可描述如下:三軸MEMS速率陀螺固連在載體平臺上,載體平臺在當地大地系(即慣性系)中運動,要求通過AD采集和捷聯航姿解算,獲取本體坐標系Sb相對于當地大地坐標系Sg(即慣性坐標系)的俯仰角、滾轉角和偏航角。
3、應用領域
技術指標
項目 | 指標 |
展開尺寸 | 1010*1010*460mm(不含螺旋槳) |
折疊尺寸 | 700*540*460mm(不含螺旋槳) |
螺旋槳尺寸 | 26*8(平原)/28*9(高原) |
大飛行速度 | 10m/s |
巡航速度 | 8m/s |
抗風能力 | 5級 |
大爬升率 | 2m/s |
續航時間 | 50min(18650,24500mAh,44.4V) |
| 55min(21700,30000mAh,44.4V) |
空載重量 | 10.2kg;(需具體測量) |
大起飛高度 | 4200m(海拔高度); |
實用升限 | 350m(相對高度); |
有效載重 | 2kg |
大控制距離 | 10Km |
動力裝置 | 無刷電機+電池組; |
控制模式 | 自動、手動 |
導航定位 | GPS+MEMS IMU; |
控制精度 | 2--3米 |