利用ADUC7026和ADXRS610制作航模直升机锁尾陀螺仪
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在无线电遥控航模发展初期,接收机发出的信号直接送给伺服舵机,这使得直升机的起飞控制十分不便,因为直升机的主桨高速转动的时候,会给机身一个反作用力,使机身朝反方向转动,操纵者必须频繁的调节推杆以控制飞机在加速起飞过程中姿态稳定。上世纪80年代,陀螺仪在模型直升机上得到使用,使遥控模型直升机的性能提高了很多,同时大幅度降低了操纵难度。维持直升机侧向稳定的陀螺仪一般称为锁尾陀螺仪。相比于传统信号驱动方式它的进步在于接收机的信号不再直接提供给伺服舵机,而是与陀螺信号进行综合后对舵机进行驱动,其功能结构图见下图。锁尾陀螺仪开创了航模领域手操与自动控制相结合的新篇章。

陀螺传感器的种类主要有机械式、压电式、激光式、光纤式。航模陀螺仪应用较多是压电式。随MEMS技术的发展,小型化、性能更佳的单轴、多轴陀螺传感器陆续面市。陀螺传感器的选用应注意最大量程和最小量程指标,一般最大量程指标取300度/秒就可以满足要求了。ADXRS610正是这类产品中的代表。ADXRS610是一个完整的角速度传感器(陀螺仪),使用ADI公司的表面微机械加工工艺,以创造一个功能齐全,成本低角速度传感器在单芯片上集成所有需要的电子产品,下面是他的功能框图。

利用ADUC7026与ADXRS610构建锁尾陀螺仪的关键是负反馈,当陀螺仪受到外力而转动时,因为有角速度,因此产生电压差输出,利用ADUC7026内置的12位ADC可以对电压差进行读取,再将此数字量转换成电机的驱动信号,控制尾桨转速变化产生修正,直升机自旋越快,电压差越大,修正值也越大,这正是负反馈的原理。控制框图如下,采用PI控制率:

