基于单片机的无人机真空速测量系统的设计原理分析

基于单片机的无人机真空速测量系统的设计原理分析

　　则公式(6)中的真空速分为两部分：一部分是只包含动压PD变量的指示空速Vi，另一部分是只含有静压PH变量的气压高度H的函数式H’，通过计算可得1≤H’≤1.289 9。

　　指示空速Vi和气压高度日的计算公式分别如公式(7)和公式(8)所示。

　　根据公式(4)，对真空速公式的两部分分别进行处理。

首先对的Vi进行分段线性插值。插值节点个数可由线性插值余项来确定：

　　本设计中将插值计算的相对误差设为0.5%，则δ=400x0.000 5=0.2 km，

   根据公式(9)可得，插值步长为。令h=29，插值节点。因为为整数，所以令，n=266。

　　真空速公式的第二部分是气压高度H的函数式H’，在此不对H进行插值，而直接对H’进行插值。本设计中将插值计算的相对误差设为0.01%，则δ=1.2899×0.01%=0.012 899≈0.0013。M=max|(H’)”(Ph)|=.513×10-10，根据公式(9)可得，插值步长为

    则插值节点n≥

   为整数，所以令n=8。

　　只要通过上述插值算法分别计算出动压相应值和静压相应值，然后相乘即得到实际真空速值。

　　5 测试结果

　　表1是高度分别在0 m，1 000 m，3 000 m和5 000 m实时计算出的真空速实际值。从表中看出，实际真空速最大误差均不超过4%，能够满足设计要求。

　　6 结束语

　　文中设计的基于单片机的无人机真空速测试系统，电路简单，体积小，重量轻，性能稳定，能够实时、准确地测量出真空速值，适用于小型无人飞行系统。