无人机姿态增稳装置及其控制方法

1.一种无人机姿态增稳装置，包括一个倾角传感器(2)，其特征在于倾角传感器(2) 的俯仰姿态角和横滚姿态角信号输入端口(14)连接一个控制板(4)上的单片机 (15)的输入口(13)，单片机(15)还有输入端口(8、7、6)分别用于连接接 收机(19)的俯仰信号输入通道、横滚信号输入通道和切换控制方式信号通道的 输出口；单片机(15)有两个脉宽信号输出信号通道端口(9、10)分别用于连接 俯仰舵机(17)和横滚舵机(18)的输入口。
2.根据权利要求1所述的无人机姿态增稳装置，其特征在于倾角传感器(2)安装在 一个壳体(1)的下部；控制板(4)安装在壳体(1)的中部；连接接收机(19) 和俯仰信号输入通道、横滚信号输入通道和切换控制方式信号通道的输入端口(8、 7、6)以及连接俯仰舵机(17)和横滚舵机(18)的脉宽信号输出通道的输出端 口(9、10)安排在壳体(1)的顶盖(5)上；还有数据通讯串行口(11)和程序 写入口(12)从壳体(1)的顶盖(5)的窗口中伸出。
3.根据权利要求1或2所述的无人机姿态增稳装置，其特征在于电路结构为：采用 C8051F021型单片机，其17和18脚连接由两个电容(C14、C15)和一个晶振(Y1) 组成的电炉；其5、6、8、9和10脚构成输入口(13)而经四个电阻(R1、R2、 R3、R4)组成的连接电路连接倾角传感器(2)的俯仰姿态角和横滚姿态角信号 输出端口(14)；其28、29、30脚连接接收机(19)的俯仰信号输入通道、横滚 信号输入通道和切换控制方式信号通道的输入端口(8、7、6)；其61、60、59 和58脚连接程序写入口(12)；其55和54脚通过MAX232型芯片连接数据通讯 串行口(11)；而其53和52脚通过两个电阻(R5、R6)组成的电路连接俯仰舵 机(17)和横滚舵机(18)的脉宽信号输出通道的输出端口(9、10)。
4.根据权利要求1或3所述的无人机姿态增稳装置，其特征在于倾角传感器(2)采 用NS-45/E2型双轴倾角传感器，连接切换控制方式通道的输入口(6)为三态通 道输入口；数据通讯串行口(11)采用单片机上集成的UART口。
5.一种用于权利要求1所述的无人机姿态增稳装置的控制方法，其特征在于由写入 单片机(15)的软件程序实现控制步骤，具体为：
a.开机自检及初始化；
b.读控制方式切换信号的脉宽，以此判断是需在线修正倾角传感器(2)的水平 中位和舵机中位值，还是姿态增稳，以便转入相应的处理程序段—步骤c和 步骤d；
c.中值修正；
d.读取俯仰、横滚姿态角，若无人机俯仰、横滚姿态角超过限位角或连续3个 周期为中位值(即遥控手撤开遥控手柄)，则采用PD控制算法得到让飞行姿 态回中的脉宽值，否则自稳于当前姿态或遥控直通的脉宽值作为新的输出值；
e.将上述新的脉宽值输出到俯仰、横滚舵机。

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