徐肖庆 李骞
云南电网有限责任公司昆明供电局 云南昆明 650000
摘要：随着我国经济迅速发展，科技也得以相应的进步，再加上我国在军事方面的思想转变，无人机逐渐在我国的军队上得以广泛应用，同时，我国许多企业，例如地质勘测等也都使用无人机，因此其在民用上也得以无广泛的应用。无人机在飞行的过程中，由于没有驾驶人员进行驾驶，所以其飞行姿态必须要由人为进行检测和控制，保证其飞行的稳定性。基于此，本文就对无人机的飞行姿态控制进行进一步分析。
关键词：无人机；飞行姿态；检测；控制
1无人机自动起飞原理分析
无人机是无人驾驶的，所以其在自动起飞时，需要经过三轮滑跑、两轮滑跑和爬升这三个流程。具体如下：第一，三轮滑跑阶段，主要是指无人机在进行飞行的时候，其发动机所处于的工作状态是定额状态，这时无人机在进行滑跑的时候，就会逐渐加速。在无人机滑跑速度不断的增加的时候，无人机的相关气动力以及力矩也同样会增加。当无人机进行滑跑的速度和无人机前轮抬起的速度一致的时候，无人机的俯仰力矩就会形成额定值，接着无人机的前轮就会抬起，并进入到两轮滑跑。第二，两轮滑跑是无人机从三轮滑跑到爬升间的过渡阶段，该阶段的无人机仍然处于加速状态，其受到的气动升力会逐渐增加，而一旦所受到的气动升力大于其本身的重力，无人机就会开始逐渐上升至离地飞行，进入爬行阶段。第三，在爬行阶段的无人机基本已经实现了起飞的所有准备工作，这是无人机的飞行速度仍然会持续增加，其受到的气动升力也会进一步加大，使得无人机的飞行高度不断增高，直至其超过了地面效应，与地面保持了安全飞行距离，这时的无人机就完成了整个自动飞行过程。
2无人机自动起飞控制方法分析
无人机在进行自动起飞时，对其纵向进行控制的时候，主要依赖于升降舵和油门。而无人机在起飞时，无人机本身在速度上具有较大的变化，因此，对其实际速度在进行变化的时候，是不需要进行精确控制的，所以无人机的油门一般是不用进行调节的。升降舵主要是对俯仰角进行控制，以此使无人机在进行飞行时的姿态能够得以合理控制，并按照设定的程序无人机飞到预定的高度。无人机在飞离地面之后，在地面中所产生的低头力矩就会立即消失，同时，其抬头力矩会立即增大，当无人机彻底离开地面效应区的时候，没有地面效应，无人机就可以顺利飞行。如果无人机在飞行时，其俯仰角的增速太快的话，就会使其上升的速度受到影响，对于无人机的平稳飞行也产生了不利影响，因此需要对向上爬升飞行的速度通过积分进行确定，从而保证无人机能够以合适的速度飞行到安全的高度。无人机在进行自动起飞的时候，通常是由副翼以及方向舵所组成，并对飞机横侧向飞行进行控制。
3无人机飞行控制的分析
3.1飞行控制系统
无人机的飞行控制系统是整个无人机的控制中心，无人机能够进行自主导航以及自主飞行控制都依赖于这个指挥控制中心。其最主要的组成部分就是计算机，同时由相关的感应系统以及操作系统共同组成的，一个封闭环形的控制系统。在对无人机进行飞行时，其控制系统的原理就是，无人机在空中进行巡航时，就会传回相关的巡视数据，这一系统就是对该数据进行检测，与此同时，检测的相应数据，就会及时的在飞机的控制系统中进行汇集。
例如，无线电的高度表将相关高度的信息进行回传时，同时也会将无人机的相关飞行状态以及信息进行回传，而GPS的应用也会将相关的位置信息进行回传等，对于这些数据，都将通过控制系统进行相应的计算以及处理，然后通过一系列相关的控制方法以及策略，就可以计算出每个操作执行机构的控制量，然后将这些控制量分配到各个执行机构上，从而完成对无人机的控制。对无人机进行控制，最主要的就是无人机在进行飞行以及完成任务的时候，能够按照人的意志进行完成，从而使飞行系统能够对飞机实现有效的控制。因此，想要使无人机在飞行的时候，飞行运动能够得以简化，飞机的相关设计人员就需要对飞机的纵向运动、横侧向运动进行研究。
3.2纵向控制
在无人机的飞行控制工作当中，想要实现对其的有效控制，只需要采取纵向控制和横侧向控制即可实现，这种方式有效简化了无人机的控制流程。纵向控制主要是对无人机纵向运动进行控制，集中在无人机的自动起飞和纵向角运动的过程中，所以其控制的要点就是飞机的飞行俯仰角，无人机飞行俯仰角的不同会影响到其实际的俯仰程度，进而影响其飞行姿态。无人机在进行垂直运动的过程中，其惯性测量单元会获取运动过程中的相关数据信息，然后去中心通过对信息的分析，获取其纵向运动状态，然后对其俯仰角进行调整，以此来控制其纵向飞行的速度和角度。纵向控制的过程中，控制人员需要获取大量的数据并进行大量计算，而且其具体的参数数据会受到各种因素的影响，因此，在无人机内部设置了内回路，对俯仰角的速率进行控制。
3.3横侧向控制
在无人机的横侧向运动过程中，主要包含了滚转通道的控制和对偏航通道的控制。想要使无人机的横侧向运动能够符合控制的要求，就需要对滚转通道和对偏航通道这两个通道进行综合考虑，并进行分别研究。无人机横侧向控制工作的重心就是滚转角的控制，在无人机控制系统的内部具有一个对滚转角的角度进行控制的内回路，该系统主要是通过传感器获取滚转角的角速度等相关参数，然后将其与无人机平稳运行状态下的滚转角角度和角速度进行对比，发现两者中存在的偏差，然后由控制系统发出控制指令，对无人机的飞行状态进行反馈，以此来调整滚转角的角度，控制舵机的运动。
4结语
总而言之，随着我国科技的进一步发展，无人机的发展前景也逐渐广泛，特别是对无人机所具有的航程、续航能力以及飞行速度等进行广泛的发展。无人机在使用时想要发挥出应有的作用，必须要保证其平稳飞行，但是，由于无人机是无人驾驶的，所以其飞行姿态的控制存在着一定难度，需要无人机自身控制系统与操作人员的远程操作共同结合，才能够保证其飞行的稳定性。因此，我国无人机领域在发展的过程中，相关技术人员必须要加强对其控制系统的优化，增强对无人机飞行姿态的控制，使其在飞行的过程中发挥出应有的作用。
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