无人机发动机控制系统及其改装方法技术方案

本公开提供了一种无人机发动机控制系统及其改装方法，该无人机发动机控制系统控制的发动机为由控制钢索控制的发动机，该无人机发动机控制系统包括：至少一条控制钢索，连接至所述发动机；至少一台舵机控制器；至少一台舵机，所述舵机上设置舵机摇臂，所述舵机摇臂连接一条控制钢索，并通过所述控制钢索连接到发动机，所述舵机还和一舵机控制器相连接。并进一步提供了无人机发动机控制系统的改装方法。本公开利用舵机在舵机控制器的控制下通过控制钢索对发动机被控量如桨叶角、燃油量和功率等进行控制，尽可能地使无人机发动机的工作状态与有人机相同。

Unmanned aerial vehicle engine control system and its modification method

The invention provides a UAV Engine control system and its modification method, the UAV Engine control system to control the engine by the control cable control engine, including the UAV Engine Control System: at least one control cable, connected to the engine; at least one stervo controller; at least one steering gear, the the steering gear is arranged on the steering arm, the servo arm connected to a control cable, and the control cable is connected to the engine, the steering gear and a steering gear is connected with the controller. The method of refitting the UAV Engine control system is also provided. The control of the engine is controlled by the steering gear under the control of the steering gear controller, and the engine's controlled quantity, such as blade angle, fuel volume and power, is controlled, so that the working state of the UAV Engine is the same as that of the human-machine.

【技术实现步骤摘要】
无人机发动机控制系统及其改装方法
本公开涉及飞机动力控制
，更涉及通用飞机发动机控制
，尤其涉及一种无人机发动机控制系统及其改装方法。
技术介绍
随着当今物流行业的快速发展，传统的陆地物流形式已不能满足行业发展需要。大多数物流企业已经启用飞机作为运输工具。新西兰PacificAerospace公司生产的P-750XL通用飞机因其起降距离短、续航时间长、载荷重量大的特点非常适用于物流行业作为运输机使用。由于有人驾驶飞机运营成本高、运营受机场天气条件限制等弊端，将P-750XL改为无人机是一种很好的改进方法。但问题在于，如何使飞机在无人驾驶情况下达到有人驾驶相同的工作状态，尤其是在无人操纵情况下保证发动机能够输出其最大功率。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述技术问题，本公开的主要目的在于提供一种无人机发动机控制系统及其改装方法，以尽可能地使飞机在无人驾驶情况下达到有人驾驶相同的工作状态，尤其是在无人操纵情况下保证发动机能够输出其最大功率。(二)技术方案根据本公开的一个方面，提供了一种无人机发动机控制系统，其控制的发动机为由控制钢索控制的发动机，该无人机发动机控制系统包括：至少一条控制钢索，连接至所述发动机；至少一台舵机控制器；至少一台舵机，所述舵机上设置舵机摇臂，所述舵机摇臂连接一条控制钢索，并通过所述控制钢索连接到发动机，所述舵机还和一舵机控制器相连接。在本公开的一些实施例中，所述舵机摇臂的长度设置为：当舵机摇臂旋转最大行程时，使控制钢索产生的直线位移大于或等于发动机在两个极限功能档位之间切换时控制钢索的伸长量；所述舵机摇臂的旋转角位移设置为：使控制钢索产生的直线位移等于发动机在不同档位切换时控制钢索的伸长量。在本公开的一些实施例中，所述舵机摇臂的一端通过花键连接至舵机，另一端连接一钢索连杆，所述钢索连杆上固定有一控制钢索。在本公开的一些实施例中，所述舵机摇臂上开设孔径一致的若干孔，所述钢索连杆能够固定到所述若干孔以调节舵机摇臂的半径。在本公开的一些实施例中，所述舵机通过控制钢索对发动机的被控量进行控制，所述被控量包括燃油量、桨叶角和发动机功率。在本公开的一些实施例中，所述无人机发动机控制系统还包括：飞行控制计算机，通过电缆连接所述舵机控制器，根据无人机的发动机参数计算发动机所需输出功率以及螺旋桨转速，并向所述舵机控制器输出控制信号。在本公开的一些实施例中，所述舵机控制器包括舵机控制器A和舵机控制器B；所述舵机包括螺旋桨控制舵机、燃油控制舵机和功率控制舵机，其中，所述螺旋桨控制舵机和燃油控制舵机受所述舵机控制器A的控制，所述功率控制舵机受所述舵机控制器B的控制；所述控制钢索包括螺旋桨控制钢索、燃油控制钢索和功率控制钢索，分别与螺旋桨控制舵机、燃油控制舵机和功率控制舵机相连。在本公开的一些实施例中，所述螺旋桨控制钢索与发动机的桨毂组件相连以调整桨叶角；所述燃油控制钢索与发动机的燃油活门相连以控制燃油量；所述功率控制钢索与发动机的进气活门相连以控制进气量进而改变发动机功率。在本公开的一些实施例中，所述发动机为PT6A-34发动机。在本公开的一些实施例中，所述无人机为对有人机原型改装的无人机。在本公开的一些实施例中，所述舵机控制器和舵机之间通过电缆相连。作为本公开的另一个方面，提供了一种无人机发动机控制系统的改装方法，其中，所述改装方法包括以下步骤：步骤A：将有人机发动控制系统中用于控制发动机一被控量的操纵杆推至止动槽最上方，此时发动机控制钢索被压入钢索保护套管，以钢索保护套管出口处为基准，测量将操纵杆推至不同档位的钢索伸长量；步骤B：根据所述钢索伸长量确定舵机摇臂的长度，以使舵机旋转运动至最大行程时，相应的摇臂线位移满足相应钢索直线位移；步骤C：拆除有人机发动控制系统的操纵杆，将所述操纵杆对应的操纵钢索分别与舵机摇臂相连，并根据钢索长度和钢索最大弯曲半径确定舵机的固定位置，以及根据步骤A中发动机在不同档位切换时的钢索伸长量确定舵机摇臂的旋转角位移；步骤D：通过电缆将舵机、舵机控制器和飞行控制计算机依次相连。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本公开无人机发动机控制系统及其改装方法至少具有以下有益效果其中之一：(1)增加舵机和舵机控制器，通过舵机和控制钢索对发动机的不同被控量如桨叶角、燃油量和发动机功率等进行控制，使无人机的发动机工作状态与有人驾驶时尽量保持一致；(2)测量发动机在极限工作状态下各控制钢索位移量，并将钢索位移量转换为舵机摇臂位移量，通过飞行控制计算机输出控制信号改变舵机角位移进而通过钢索位移改变发动机工作状态，进一步保证了无人驾驶飞机发动机工作状态与有人驾驶时完全相同，并且在对发动机进行控制时，控制更加精准、响应速度更快。(3)进一步通过飞行控制计算机根据无人机的发动机参数来计算发动机所需输出功率以及螺旋桨转速，并向舵机控制器输出控制信号，有助于使无人机发动机工作状态与有人驾驶时保持一致，在对发动机进行控制时，控制精准、响应速度快。附图说明图1为P-750XL发动机控制系统示意图；图2为本公开一实施例的AT200无人机发动机控制系统示意图；图3为本公开一实施例的舵机、舵机摇臂和钢索的连接结构示意图；图4是图3中的舵机摇臂结构示意图；图5是图3中的钢索连杆结构示意图。【附图中本公开实施例主要元件符号说明】1-螺旋桨杆；2-燃油杆；3-功率杆；4-手柄锁；5-舵机；6-舵机摇臂；7-钢索连杆；8-控制钢索。具体实施方式本公开的一种无人机发动机控制系统及其改装方法的专利技术思路在于：舵机在舵机控制器的控制下通过控制钢索对发动机被控量如桨叶角、燃油量和功率等进行控制，尽可能地使无人机发动机的工作状态与有人机相同；进一步地，为使对无人机发动机的控制更为精准和快速，本专利技术测量发动机在不同档位时的钢索伸长量，并将钢索伸长量转为舵机摇臂的角位移，进一步保证了无人机发动机的工作状态与有人机相同。为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开作进一步的详细说明。作为一示例性实施例，本公开针对P-750XL有人机改AT200无人机发动机控制系统改装，以保证AT200无人机发动机控制精度与原机型相同，输出功率与原型机保持不变。当然本公开并不局限于前述型号的有人机改装无人机，只要是原机发动机为钢索控制的发动机，均可用于本公开的技术方案中。图1是P-750XL发动机控制系统示意图。如图1所示，为P-750XL原机发动机控制系统，所控制的发动机型号为加拿Pratt&Whitney公司生产的PT6A-34发动机，其包括三个发动机操纵杆，即螺旋桨杆1、燃油杆2和功率杆3、一个发动机操纵杆箱及其附件如手柄锁4等和三条发动机控制钢索，即螺旋桨控制钢索、燃油控制钢索和功率控制钢索，三条发动机控制钢索分别连接到发动机的桨毂组件、燃油活门和进气活门，以对发动机的桨叶角、燃油量和功率进行控制。经改装后的AT200无人机发动机控制系统，其控制的发动机为即为PT6A-34发动机。图2是本公开一实施例的AT200无人机发动机控制系统示意图。如图2所示，本实施例的无人机发动机控制系统包括：飞行控制计算机，用于根据无人机的发动机参数计算发动机所需输出功率以及螺旋桨转速，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机发动机控制系统，其控制的发动机为由控制钢索控制的发动机，该无人机发动机控制系统包括：至少一条控制钢索，连接至所述发动机；至少一台舵机控制器；至少一台舵机，所述舵机上设置舵机摇臂，所述舵机摇臂连接一条控制钢索，并通过所述控制钢索连接到发动机，所述舵机还和一舵机控制器相连接。

【技术特征摘要】
1.一种无人机发动机控制系统，其控制的发动机为由控制钢索控制的发动机，该无人机发动机控制系统包括：至少一条控制钢索，连接至所述发动机；至少一台舵机控制器；至少一台舵机，所述舵机上设置舵机摇臂，所述舵机摇臂连接一条控制钢索，并通过所述控制钢索连接到发动机，所述舵机还和一舵机控制器相连接。2.根据权利要求1所述的无人机发动机控制系统，其中：所述舵机摇臂的长度设置为：当舵机摇臂旋转最大行程时，使控制钢索产生的直线位移大于或等于发动机在两个极限功能档位之间切换时控制钢索的伸长量；所述舵机摇臂的旋转角位移设置为：使控制钢索产生的直线位移等于发动机在不同档位切换时控制钢索的伸长量。3.根据权利要求2所述的无人机发动机控制系统，其中，所述舵机摇臂的一端通过花键连接至舵机，另一端连接一钢索连杆，所述钢索连杆上固定有一控制钢索。4.根据权利要求3所述的无人机发动机控制系统，其中，所述舵机摇臂上开设孔径一致的若干孔，所述钢索连杆能够固定到所述若干孔以调节舵机摇臂的半径。5.根据权利要求1所述的无人机发动机控制系统，其中，所述舵机通过控制钢索对发动机的被控量进行控制，所述被控量包括燃油量、桨叶角和发动机功率。6.根据权利要求1所述的无人机发动机控制系统，还包括：飞行控制计算机，通过电缆连接所述舵机控制器，根据无人机的发动机参数计算发动机所需输出功率以及螺旋桨转速，并向所述舵机控制器输出控制信号。7.根据权利要求1所述的无人机发动机控制系统，其中：所述舵机控制器包括舵机控制器A和舵机控制器B；所述舵机包括螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵大林，沈思颖，曹华振，曾冠南，马晓平，方晓，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11