1. Принцип работы сервопривода
Сервопривод – это тип сервопривода положения (угла), состоящий из электронных и механических компонентов управления. При поступлении управляющего сигнала электронная часть управления регулирует угол поворота и скорость выходного вала двигателя постоянного тока в соответствии с инструкциями контроллера, которые преобразуются механической частью в перемещение управляющей поверхности и соответствующее изменение угла. Выходной вал сервопривода подключен к потенциометру обратной связи по положению, который через потенциометр передает сигнал напряжения выходного угла на плату управления, обеспечивая замкнутый контур управления.
2. Применение на беспилотных летательных аппаратах
Применение сервоприводов в дронах обширно и критически важно, что в основном отражается в следующих аспектах:
1. Управление полетом (управление рулем направления)
① Управление направлением и тангажем: сервопривод дрона в основном используется для управления направлением и тангажем во время полета, подобно рулевому механизму автомобиля. Изменяя положение управляющих поверхностей (например, руля направления и руля высоты) относительно дрона, сервопривод может создавать необходимый маневренный эффект, корректировать положение дрона и управлять направлением полета. Это позволяет дрону летать по заданному маршруту, обеспечивая стабильные повороты, взлет и посадку.
② Регулировка положения: Во время полёта дронам необходимо постоянно корректировать положение, чтобы справляться с различными сложными условиями. Серводвигатель точно контролирует изменение угла наклона рулевой поверхности, помогая дрону быстро менять положение, обеспечивая стабильность и безопасность полёта.
2. Дроссельная заслонка двигателя и управление дроссельной заслонкой
Являясь исполнительным механизмом, сервопривод получает электрические сигналы от системы управления полетом для точного управления углами открытия и закрытия дроссельной заслонки и воздушных заслонок, тем самым регулируя подачу топлива и объем впуска, обеспечивая точное управление тягой двигателя, а также улучшая летные характеристики и топливную экономичность самолета.
К этому типу сервоприводов предъявляются очень высокие требования по точности, скорости отклика, сейсмостойкости, стойкости к высоким температурам, помехоустойчивости и т. д. В настоящее время компания DSpower преодолела эти проблемы и достигла зрелых применений для массового производства.
3. Другие структурные элементы управления
① Вращение подвеса: В беспилотных летательных аппаратах, оснащенных подвесом, сервопривод также отвечает за управление вращением подвеса. Управляя горизонтальным и вертикальным вращением подвеса, сервопривод обеспечивает точное позиционирование камеры и регулировку угла съёмки, обеспечивая высококачественные изображения и видео для таких приложений, как аэрофотосъёмка и видеонаблюдение.
② Другие исполнительные механизмы: Помимо вышеуказанных применений, сервоприводы также могут использоваться для управления другими исполнительными механизмами дронов, такими как метательные устройства, устройства блокировки фартука и т. д. Реализация этих функций зависит от высокой точности и надежности сервопривода.
2. Тип и выбор
1. ШИМ-сервопривод: ШИМ-сервопривод широко используется в беспилотных летательных аппаратах малого и среднего размера благодаря хорошей совместимости, высокой взрывной мощности и простоте управления. ШИМ-сервоприводы управляются сигналами широтно-импульсной модуляции, которые характеризуются высокой скоростью отклика и точностью.
2. Сервопривод с шиной: Для больших дронов или дронов, требующих сложных действий, сервопривод с шиной — лучший выбор. Сервопривод с шиной использует последовательную связь, что позволяет централизованно управлять несколькими сервоприводами с помощью главной платы управления. Для обратной связи по положению обычно используются магнитные энкодеры, которые обеспечивают более высокую точность и длительный срок службы, а также могут обеспечивать обратную связь по различным данным для лучшего мониторинга и управления рабочим состоянием дронов.
3. Преимущества и проблемы
Применение сервоприводов в сфере дронов имеет существенные преимущества, такие как компактность, малый вес, простота конструкции и монтажа. Однако, с непрерывным развитием и популяризацией технологий дронов, предъявляются всё более высокие требования к точности, стабильности и надёжности сервоприводов. Поэтому при выборе и использовании сервоприводов необходимо всесторонне учитывать конкретные потребности и условия эксплуатации дрона, чтобы обеспечить его безопасную и стабильную работу.
Компания DSpower разработала сервоприводы серии «W» для беспилотных летательных аппаратов с цельнометаллическим корпусом и устойчивостью к сверхнизким температурам до –55 ℃. Все сервоприводы управляются по CAN-шине и имеют степень водонепроницаемости IPX7. Они обладают такими преимуществами, как высокая точность, быстрое реагирование, устойчивость к вибрации и электромагнитным помехам. Приглашаем всех желающих на консультацию.
Подводя итог, можно сказать, что применение сервоприводов в сфере беспилотных летательных аппаратов не ограничивается базовыми функциями, такими как управление полётом и стабилизация положения, но также включает в себя выполнение сложных действий и обеспечение высокоточного управления. Благодаря постоянному развитию технологий и расширению сфер применения, перспективы применения сервоприводов в сфере беспилотных летательных аппаратов будут ещё шире.
Время публикации: 23 сентября 2024 г.