无人机结构与系统-第五章 无人机其他系统.pptx

第五章第五章学习导论无人机结合行业应用，搭载不同的任务载荷，实现无人机的功能最大化。除动力系统以外，无人机顺利执行各种任务仍需电气系统、控制站、通讯系统、任务设备等提供辅助支持。本章将详细介绍无人机其他的必不可少的系统，有助于更清晰地了解无人机的结构与系统。

第五章第五章学习目标了解无人机其他各系统的作用；掌握无人机电气系统的组成及其各部分作用；了解无人机常用相机的种类；掌握可见光相机和红外相机的结构组成及工作原理；掌握无人机云台系统的结构及工作原理；掌握无人机控制站的组成及其作用；了解无人机通讯链路的关键技术；掌握无人机通讯系统的组成及其作用。

第五章无人机其他系统第五章无人机其他系统电气系统第一节任务设备第二节控制站第三节通讯链路第二节

第五章电气系统5.1电气系统在无人机的应用中，涉及到的动力、测控、飞行控制与管理、导航、任务设备等相关系统都需要使用各种形式的能源，为了使无人机上各个系统和设备正常工作，完成预定的功能要求，这就需要一整套的电气控制系统，无人机的工作状态与电气系统有着密切的关系。因此，电气系统是无人机系统的一个重要组成部分，它的工作状态及运行直接影响到无人机和全系统的正常工作。根据国家标准对无人机电气系统的要求，其正常工作应该满足以下要求：1）在无人机要求的工作条件下，电气系统应该能够可靠地将稳定的电能输送给相应的用电设备；2）在个别部件发生故障时，局部线路断开或者短路时，电气系统的其他部分不受影响，继续保持正常工作；3）在应急状态下应该保证应急用电设备的供电质量。

第五章电气系统5.1.1无人机电气系统的组成无人机电气系统一般由电源、配电系统、用电设备三大部分组成，其中电源和配电系统两者统称为供电系统。供电系统的作用是向无人机各个系统或设备提供满足预定设计要求的电能。配电系统应将电能可靠而有效地输送到各用电系统和设备，可靠有效就是指用电设备获得稳定持续的电压值。配电系统由传输电线和控制与保护装置组成。对于重要的系统或设备，还应设有多路独立的供电装置。当配电系统中发生局部性的故障时，不能扩大影响到未发生故障的部分，更不能危及无人机的安全。用电设备主要包括动力设备、监测设备、任务设备、控制设备、通讯设备等，具体有飞控计算机、传感器、测控设备、回收设备、合成孔径雷达、光电平台、航空相机、自卫干扰设备等。根据电气系统的位置，无人机电气系统又可以分为机载电气系统和地面供电系统两部分。机载电气系统主要由主电源（或发动机启动电源）、应急电源、电气设备的控制与保护装置及辅助设备组成。

第五章电气系统无人机电气系统的组成电源机载主电源主要是为小型无人机提供续航动力，同时为机载用电设备供电，要求满足高比能量、宽温度范围(尤其低温性能)、高比功率、长工作时间等性能，主要采用单独的镉镍电池、锌银电池、锂离子电池、锂硫电池、太阳能电池等。发动机启动电源，主要用于发动机地面启动或空中启动，要求能大倍率放电，放电能力达10～30℃(尤其－20℃或更低温度下启动)。应急电源，主要用于发电机或发动机等故障时，可维持飞行、着陆、安全控制等所必须的关键设备供电，要求具备一定的放电能力，关键是安全可靠。当然，启动电源和应急电源，有时候可用同一电源承担。启动电源和应急电源常采用镉镍电池、锌银电池、锂离子电池、锂硫电池、燃料电池等，常具备电池监测系统和电池管理系统（BMS）。电池监测系统主要适时地监测电池的电压、温度、容量等基本参数，确保各用电设备都在正常电压下安全工作。电池管理系统可以通过降低组件闲置时的能耗，节约能源，具有较好的信噪抑制比和顺势响应，延长电池的寿命。现无人机常用的是集成电源管理单元PMU，同时具备电池监测和管理的功能，集成化有效地缩小了产品体积，利于搭载在小型无人机上。无人机机载电源常用组成形式见表5-1所示。

第五章电气系统无人机电气系统的组成电源国外无人机电源基本上以混合体系居多，比如太阳能+锂离子电池或锂硫电池或燃料电池、发动机+蓄电池等，而小型无人机则以单独锂离子电池或燃料电池居多。锂离子电池以其其能量比高、工作电压高、自防效率低、循环寿命长等优越的特性，逐渐将在航空领域大规模应用。为全面提高无人机机动性和战场生存能力，扩大活动范围，无人机也将向着小型化、微型化和高空长航时等方向发展，为适应无人机的工作环境需求，无人机用锂离子蓄电池应该向以下三个方面发展：高比能量方向比能量是指单位重量或单位体积的电池所能输出的能量，单位是W·h/kg或W·h/L。宽温度范围大功率方向执行不同业务的无人机在不同高度飞行时，由于大气层温度以每1km海拔6℃的梯度降低，当无人机在10km高空时，空气温度可降低到-40℃。另外，当无人机在极寒地区启动时