1. Принцип роботи сервоприводу
Сервопривід – це тип сервоприводу положення (кутового повороту), що складається з електронних та механічних компонентів керування. Коли надходить керуючий сигнал, електронна частина керування регулює кут повороту та швидкість вихідного двигуна постійного струму відповідно до інструкцій контролера, що перетворюється на переміщення керуючої поверхні та відповідні зміни кута механічною частиною. Вихідний вал сервоприводу з'єднаний з потенціометром зворотного зв'язку за положенням, який подає сигнал напруги вихідного кута на плату керування через потенціометр, тим самим досягаючи замкнутого циклу керування.
2. Застосування на безпілотних літальних апаратах
Застосування сервоприводів у дронах є широким та критичним, що головним чином відображається в таких аспектах:
1. Керування польотом (керування кермом напрямку)
① Керування курсом і тангажем: Сервопривід дрона в основному використовується для керування курсом і тангажем під час польоту, подібно до рульового механізму в автомобілі. Змінюючи положення керуючих поверхонь (таких як кермо напрямку та руль висоти) відносно дрона, сервопривід може створювати необхідний маневрений ефект, коригувати положення літального апарата та контролювати напрямок польоту. Це дозволяє дрону летіти за заздалегідь визначеним маршрутом, досягаючи стабільного повороту, зльоту та посадки.
② Регулювання положення: Під час польоту дрони повинні постійно регулювати своє положення, щоб справлятися з різними складними умовами. Серводвигун точно контролює зміни кута керуючої поверхні, щоб допомогти дрону швидко регулювати положення, забезпечуючи стабільність та безпеку польоту.
2. Дросель двигуна та керування дросельною заслінкою
Як виконавчий механізм, сервопривід отримує електричні сигнали від системи керування польотом для точного керування кутами відкриття та закриття дросельної заслінки та повітряних заслінок, тим самим регулюючи подачу палива та об'єм впускного колектора, досягаючи точного контролю тяги двигуна та покращуючи льотні характеристики та паливну ефективність літака.
Цей тип сервоприводу має дуже високі вимоги до точності, швидкості відгуку, сейсмостійкості, стійкості до високих температур, захисту від перешкод тощо. Наразі DSpower подолала ці проблеми та досягла зрілих застосувань для масового виробництва.
3. Інші структурні засоби контролю
① Обертання карданного підвісу: У безпілотних літальних апаратах, оснащених карданним підвісом, сервопривід також відповідає за керування його обертанням. Керуючи горизонтальним та вертикальним обертанням карданного підвісу, сервопривід може досягти точного позиціонування камери та регулювання кута зйомки, забезпечуючи високоякісні зображення та відео для таких застосувань, як аерофотозйомка та спостереження.
② Інші виконавчі механізми: Окрім вищезазначених застосувань, сервоприводи також можуть використовуватися для керування іншими виконавчими механізмами дронів, такими як метальні пристрої, пристрої блокування фартуха тощо. Реалізація цих функцій залежить від високої точності та надійності сервоприводу.
2. Тип та вибір
1. Сервоприводи ШІМ: У малих та середніх безпілотних літальних апаратах сервоприводи ШІМ широко використовуються завдяки своїй добрій сумісності, високій вибуховій потужності та простому керуванню. Сервоприводи ШІМ керуються сигналами широтно-імпульсної модуляції, які мають швидку швидкість відгуку та високу точність.
2. Сервопривід з шиною: Для великих дронів або дронів, що потребують складних дій, сервопривід з шиною є кращим вибором. Сервопривід з шиною використовує послідовний зв'язок, що дозволяє централізовано керувати кількома сервоприводами через головну плату керування. Зазвичай вони використовують магнітні енкодери для зворотного зв'язку щодо положення, що має вищу точність і довший термін служби, а також може надавати зворотний зв'язок щодо різних даних для кращого моніторингу та контролю робочого стану дронів.
3. Переваги та проблеми
Застосування сервоприводів у сфері дронів має значні переваги, такі як малий розмір, легка вага, проста конструкція та легке встановлення. Однак, з постійним розвитком та популяризацією технології дронів, висунуто вищі вимоги до точності, стабільності та надійності сервоприводів. Тому, під час вибору та використання сервоприводів необхідно всебічно враховувати конкретні потреби та робоче середовище дрона, щоб забезпечити його безпечну та стабільну роботу.
Компанія DSpower розробила сервоприводи серії «W» для безпілотних літальних апаратів, з повністю металевим корпусом та наднизькою температурою до –55 ℃. Всі вони керуються шиною CAN та мають водонепроникний клас IPX7. Вони мають такі переваги, як висока точність, швидка реакція, вібрація та електромагнітні перешкоди. Запрошуємо всіх на консультацію.
Підсумовуючи, застосування сервоприводів у сфері безпілотних літальних апаратів не обмежується базовими функціями, такими як керування польотом та регулювання положення, але також включає численні аспекти, такі як виконання складних дій та забезпечення високоточного керування. З постійним розвитком технологій та розширенням сценаріїв застосування, перспективи застосування сервоприводів у сфері безпілотних літальних апаратів будуть ще ширшими.
Час публікації: 23 вересня 2024 р.