遥控无线电技术原理

一、模型飞机的遥控过程
生活中随时会遇到这样的事情：在用收音机听广播时，如果声音太大，就要把音量关小些，反之就把音量开大些；在淋浴时如果水太热，就要把热水开关关小些，反之就要开大。这些调节过程实质就是控制系统的控制过程。在这里，音量或水温是被控对象；耳朵或皮肤起到测量的作用，它们将测量的结果通知大脑，大脑相当于控制命令装置，它根据测量的结果发出控制命令；手则是执行大脑命令的执行机构。其控制过程可用图1．1表示。从图中可看出，构成一个控制系统，除被控目标外，还要有测量设备、控制装置及执行机构。控制系统的控制过程，就是不断消除被控目标实际状态与预定状态之间的偏差的过程。

 

遥控模型飞机的过程与上述的控制过程是相同的。 图1.2是遥控模型飞机的示意图。图中的模型飞机是被控目标。在模型飞机上安装有接收机与执行机构，并有产生拉力的发动机和控制飞行姿态的方向舵、升降舵等机构。在地面，运动员手持发射机对模型进行操纵。运动员的眼睛相当于测量设备。当发现模型飞机的飞行姿态发生偏差后，就通过发射机发出相应的控制命令，经无线电波传送到接收机，由接收机将控制命令送到相应的执行机构。执行机构带动相应的舵面动作，修正模型飞机出现的偏差。例如：飞机偏高了，就发出“推杆”的命令，反之则发出“拉杆”的命令；飞机偏右了就发出“左舵”的命令，反之发出“右舵”的命令，

 

在这里，我们把发射机、接收机及执行机构统称为无线电遥控设备，把运动员通过遥控设备发出的控制命令叫控制指令或遥控指令。

二、无人驾驶飞机的奥秘
一架无线电遥控的模型飞机可以说是最简单的无人驾驶飞机。对真的无人驾驶飞机的遥控比模型飞机当然要复杂得多，对无人驾驶飞机的无线电遥控是怎样实现的呢?

 


图1．3是无线电遥控无人驾驶飞机的示意图。为了执行打靶、侦察等任务，无人驾驶飞机可能飞到很远的地方，用眼睛就观察不到它的飞行姿态和空中的位置了。因此，在无人驾驶飞机上除了有遥控设备外，还有无线电遥测设备。无线电遥测设备就是前面所说的控制系统的测量设备，只不过它是借助无线电信号对远方目标的参数及状态进行测量。安装在无人驾驶飞机上的遥测发射机把飞机的高度、速度、发动机转速、飞行姿态等参数通过发射天线不断发送出来，地面的遥测接收机及显示设备接收并显示这些参数。遥测设备就像“千里眼”一样，使人们“看”到飞行在远方天空上的飞机。在无人驾驶飞机上还有自动控制设备。飞机在飞行时，除了可以通过无线电遥控设备控制舵面及其他机构外。还可以用自动控制设备自动驾驶飞行。自动驾驶飞行与遥控飞行的基本原理是一样的。安装在飞机上的各种传感器直接感受飞机飞行姿态的各种参数，并将其变为电信号，这些电信号通过运算放大器直接加到舵机等执行电路，对无人驾驶飞机的飞行姿态进行控制。
为了识别被控飞机，并确定飞机在空间的位置，在无人驾驶飞机上还有应答机或信标机，在地面有跟踪雷达。地面控制站根据雷达及遥测设备提供的参数，通过计算机计算，对照预定的方案确定当前的控制方案，由操纵员或计算机通过遥控发射机向无人贺驶飞机发出控制指令。飞机上的遥控接收机收到控制指今后，把各种不同的指令区分开，加到自动控制设备中的转换电路或舵机等执行电路上，实现对舵面或其他调节机构的控制，使飞机执行预定的任务。
从上面介绍可知，无论是对模型飞机还是对无人驾驶飞机的无线电遥控，都是通过无线电遥控设备发出控制指令实现的。这种遥控方式称为无线电指令遥控。指令遥控是无线电遥控的一种方式，无线电遥控还有雷达制导等方式。因为控制指令是在了解被控目标的状态后才产生的，所以指令遥控与遥测总是结合在一起，是在遥测的基础上实施的。通常把遥控及遥测设备统称为“双遥”设备。前面介绍的在国防及工业中应用的遥控设备大多是双遥设备、对于各种模型的遥控，一般都在视线距离之内，操纵者用眼睛就能观察到模型的姿态和位置。所以没有专用的遥测设备，本书下面介绍的遥控设备，主要是应用于遥控各种模型，在视距范围之内的无线电指令遥控设备。其中有些遥控设备也可用于工业生产及军事训练中，如对大型用车、天车、挖土机和战术背景等的遥控。