飛控

飛控（飛行控制器）
類別	飛控系統
英文名	Flight Controller (FC)
功能	姿態控制與飛行管理
類型
標稱電壓
質量
密度

飛控，全稱飛行控制器，是無人機/飛行器的核心控制設備。通過內置處理器和算法，對傳感器數據進行實時分析處理，向電機等執行器發送精確控制指令，如同設備的"小腦"。

本詞條內容整理自File:思飛 電子設備進階-苗澍.pdf（三）飛控章節。

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一、組成部分

傳感器

傳感器	功能
IMU（慣性測量單元）	3軸陀螺儀 + 3軸加速度計，檢測姿態（俯仰、橫滾、偏航）
磁力計	校準航向角，解決陀螺儀漂移
氣壓計	測量高度
GPS	定位與航線規劃

晶片

整合傳感器數據，輸出控制信息。

外置接口

連接電腦、接收機、數傳、GPS、電機、舵機等設備，提供信號與供電。

二、工作原理

1. 數據採集：傳感器實時收集姿態、位置、速度等數據
2. 數據處理：處理器將當前狀態與目標狀態對比，計算偏差
3. 指令輸出：根據偏差生成控制指令發送給執行器
4. 實時反饋：傳感器持續採集，形成閉環反饋控制

三、核心算法

捷聯慣性導航

通過IMU（陀螺儀+加速度計）推算位置、速度和姿態。

卡爾曼濾波

慣性導航隨時間漂移增大，需結合GNSS進行濾波修正，輸出最優估計值。

PID算法

參數	全稱	作用	比喻
P	比例	響應偏差，提供靜穩定	彈簧回復力
D	微分	超前調節，提供阻尼	施加阻尼力讓振子快速停下
I	積分	消除靜態余差	克服摩擦力，消除最終偏差

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四、飛行模式

模式	說明
自穩	無操作時自動回到水平姿態
增穩	以手動輸入為主，飛控短時輔助保持姿態
手動	完全手動控制
任務	執行預定義的自主飛行計劃

五、安全保護

• 冗餘設計：雙傳感器或雙控制器備份
• 地理圍欄：禁止飛入敏感區域
• 緊急降落：低電量或信號丟失時自動返航

六、地面站

軟體	平台
Mission Planner	Windows
QGroundControl	跨平台

• 地面站與飛控的關係類似作業系統與硬體
• 可進行參數設置、飛行監控、任務規劃、數據記錄
• 連接方式：有線（USB）、無線（數傳）

七、安裝要點

1. 飛控內置陀螺儀，有特定朝向要求——箭頭指向為前進方向
2. 飛行中必須固定安穩，不能發生位移
3. 查閱說明書確認各接口用途
4. 注意是否支持Dshot協議