1、 Nguyên lý hoạt động của servo
Servo là một loại bộ điều khiển servo vị trí (góc), bao gồm các thành phần điều khiển điện tử và cơ học. Khi tín hiệu điều khiển được đưa vào, bộ phận điều khiển điện tử sẽ điều chỉnh góc quay và tốc độ của đầu ra động cơ DC theo hướng dẫn của bộ điều khiển, sẽ được chuyển đổi thành độ dịch chuyển của bề mặt điều khiển và các thay đổi góc tương ứng bởi bộ phận cơ học. Trục đầu ra của servo được kết nối với một biến trở phản hồi vị trí, biến trở này đưa tín hiệu điện áp của góc đầu ra trở lại bảng mạch điều khiển thông qua biến trở, do đó đạt được điều khiển vòng kín.
2、 Ứng dụng trên máy bay không người lái
Việc ứng dụng servo trong máy bay không người lái rất rộng rãi và quan trọng, chủ yếu thể hiện ở các khía cạnh sau:
1. Kiểm soát bay (điều khiển bánh lái)
① Điều khiển hướng và độ cao: Servo của máy bay không người lái chủ yếu được sử dụng để điều khiển hướng và độ cao trong khi bay, tương tự như hệ thống lái trong xe hơi. Bằng cách thay đổi vị trí của các bề mặt điều khiển (như bánh lái và thang máy) so với máy bay không người lái, servo có thể tạo ra hiệu ứng điều khiển cần thiết, điều chỉnh thái độ của máy bay và điều khiển hướng bay. Điều này cho phép máy bay không người lái bay theo một lộ trình được xác định trước, đạt được sự quay vòng và cất cánh và hạ cánh ổn định.
② Điều chỉnh thái độ: Trong quá trình bay, máy bay không người lái cần phải liên tục điều chỉnh thái độ để ứng phó với nhiều môi trường phức tạp khác nhau. Động cơ servo điều khiển chính xác các thay đổi góc của bề mặt điều khiển để giúp máy bay không người lái đạt được sự điều chỉnh thái độ nhanh chóng, đảm bảo sự ổn định và an toàn khi bay.
2. Bướm ga động cơ và điều khiển bướm ga
Với vai trò là bộ truyền động, servo nhận tín hiệu điện từ hệ thống điều khiển bay để điều khiển chính xác góc mở và đóng của bướm ga và cửa gió, do đó điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp và lượng khí nạp, kiểm soát chính xác lực đẩy của động cơ và cải thiện hiệu suất bay và hiệu quả sử dụng nhiên liệu của máy bay.
Loại servo này có yêu cầu rất cao về độ chính xác, tốc độ phản hồi, khả năng chống động đất, khả năng chịu nhiệt độ cao, chống nhiễu, v.v. Hiện nay, DSpower đã vượt qua những thách thức này và đạt được các ứng dụng hoàn thiện cho sản xuất hàng loạt.
3. Các biện pháp kiểm soát cấu trúc khác
① Xoay gimbal: Trong các máy bay không người lái được trang bị gimbal, servo cũng chịu trách nhiệm điều khiển chuyển động xoay của gimbal. Bằng cách điều khiển chuyển động xoay ngang và dọc của gimbal, servo có thể định vị chính xác máy ảnh và điều chỉnh góc chụp, cung cấp hình ảnh và video chất lượng cao cho các ứng dụng như chụp ảnh trên không và giám sát.
② Các bộ truyền động khác: Ngoài các ứng dụng trên, servo cũng có thể được sử dụng để điều khiển các bộ truyền động khác của máy bay không người lái, chẳng hạn như thiết bị ném, thiết bị khóa tạp dề, v.v. Việc thực hiện các chức năng này phụ thuộc vào độ chính xác và độ tin cậy cao của servo.
2、 Loại và lựa chọn
1. Servo PWM: Trong các máy bay không người lái cỡ nhỏ và vừa, servo PWM được sử dụng rộng rãi do khả năng tương thích tốt, sức mạnh nổ mạnh và thao tác điều khiển đơn giản. Servo PWM được điều khiển bằng tín hiệu điều chế độ rộng xung, có tốc độ phản hồi nhanh và độ chính xác cao.
2. Bus servo: Đối với máy bay không người lái lớn hoặc máy bay không người lái yêu cầu các hành động phức tạp, bus servo là lựa chọn tốt hơn. Bus servo sử dụng giao tiếp nối tiếp, cho phép nhiều servo được điều khiển tập trung thông qua bảng điều khiển chính. Chúng thường sử dụng bộ mã hóa từ tính để phản hồi vị trí, có độ chính xác cao hơn và tuổi thọ dài hơn, đồng thời có thể cung cấp phản hồi về nhiều dữ liệu khác nhau để giám sát và kiểm soát tốt hơn trạng thái hoạt động của máy bay không người lái.
3、 Ưu điểm và thách thức
Việc ứng dụng servo trong lĩnh vực máy bay không người lái có những ưu điểm đáng kể như kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, cấu trúc đơn giản và dễ lắp đặt. Tuy nhiên, với sự phát triển và phổ biến liên tục của công nghệ máy bay không người lái, các yêu cầu cao hơn đã được đưa ra đối với độ chính xác, độ ổn định và độ tin cậy của servo. Do đó, khi lựa chọn và sử dụng servo, cần phải xem xét toàn diện các nhu cầu cụ thể và môi trường làm việc của máy bay không người lái để đảm bảo hoạt động an toàn và ổn định của nó.
DSpower đã phát triển servo series “W” cho máy bay không người lái, với toàn bộ vỏ kim loại và khả năng chịu nhiệt độ cực thấp lên đến – 55 ℃. Tất cả đều được điều khiển bằng bus CAN và có xếp hạng chống nước là IPX7. Chúng có ưu điểm là độ chính xác cao, phản ứng nhanh, chống rung và chống nhiễu điện từ. Hoan nghênh mọi người tham khảo.
Tóm lại, ứng dụng servo trong lĩnh vực máy bay không người lái không chỉ giới hạn ở các chức năng cơ bản như điều khiển bay và điều chỉnh thái độ, mà còn liên quan đến nhiều khía cạnh như thực hiện các hành động phức tạp và cung cấp khả năng điều khiển có độ chính xác cao. Với sự tiến bộ liên tục của công nghệ và sự mở rộng các kịch bản ứng dụng, triển vọng ứng dụng của servo trong lĩnh vực máy bay không người lái sẽ còn rộng hơn nữa.
Thời gian đăng: 23-09-2024