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1. Funktionsprinzip des Servos

Ein Servo ist ein Positions- (Winkel-)Servoantrieb, der aus elektronischen und mechanischen Steuerkomponenten besteht. Bei Eingang des Steuersignals regelt die elektronische Steuerung den Drehwinkel und die Drehzahl des Gleichstrommotorausgangs entsprechend den Anweisungen der Steuerung. Die mechanische Steuerung setzt diese Änderungen in eine Verschiebung der Steuerfläche und entsprechende Winkeländerungen um. Die Abtriebswelle des Servos ist mit einem Positionsrückmeldepotentiometer verbunden, das das Spannungssignal des Ausgangswinkels über das Potentiometer an die Steuerplatine zurückmeldet und so eine Regelung im geschlossenen Regelkreis ermöglicht.

2. Anwendung auf unbemannten Luftfahrzeugen
Der Einsatz von Servos in Drohnen ist umfangreich und kritisch und spiegelt sich hauptsächlich in den folgenden Aspekten wider:
1. Flugsteuerung (Rudersteuerung)
① Kurs- und Neigungssteuerung: Das Drohnenservo dient hauptsächlich zur Steuerung von Kurs und Neigung während des Fluges, ähnlich wie das Lenkgetriebe eines Autos. Durch die Änderung der Position der Steuerflächen (wie Seiten- und Höhenruder) relativ zur Drohne kann das Servo den gewünschten Manövriereffekt erzeugen, die Fluglage des Fluggeräts anpassen und die Flugrichtung steuern. Dadurch kann die Drohne entlang einer vorgegebenen Route fliegen und stabiles Wenden sowie Starten und Landen erreichen.

② Fluglagenanpassung: Drohnen müssen während des Fluges ihre Fluglage ständig anpassen, um mit verschiedenen komplexen Umgebungen zurechtzukommen. Der Servomotor steuert die Winkeländerungen der Steuerfläche präzise, ​​um der Drohne eine schnelle Fluglagenanpassung zu ermöglichen und so Flugstabilität und Sicherheit zu gewährleisten.

2. Motordrosselklappe und Drosselklappensteuerung
Als Aktuator empfängt das Servo elektrische Signale vom Flugsteuerungssystem, um die Öffnungs- und Schließwinkel der Drosselklappen und Luftklappen präzise zu steuern und so die Kraftstoffzufuhr und das Ansaugvolumen anzupassen, eine präzise Steuerung des Motorschubs zu erreichen und die Flugleistung und Kraftstoffeffizienz des Flugzeugs zu verbessern.
An diesen Servotyp werden sehr hohe Anforderungen hinsichtlich Genauigkeit, Reaktionsgeschwindigkeit, Erdbebensicherheit, Hochtemperaturbeständigkeit, Entstörungsfähigkeit usw. gestellt. DSpower hat diese Herausforderungen mittlerweile gemeistert und ausgereifte Anwendungen für die Massenproduktion erreicht.
3. Andere strukturelle Kontrollen
① Kardanrotation: Bei unbemannten Luftfahrzeugen mit Kardanaufhängung steuert der Servo auch die Kardanrotation. Durch die Steuerung der horizontalen und vertikalen Kardanrotation ermöglicht der Servo eine präzise Positionierung der Kamera und die Anpassung des Aufnahmewinkels. Dies ermöglicht hochwertige Bilder und Videos für Anwendungen wie Luftbildfotografie und Überwachung.
② Andere Aktuatoren: Neben den oben genannten Anwendungen können Servos auch zur Steuerung anderer Aktuatoren von Drohnen verwendet werden, wie z. B. Wurfvorrichtungen, Schürzenverriegelungsvorrichtungen usw. Die Umsetzung dieser Funktionen hängt von der hohen Präzision und Zuverlässigkeit des Servos ab.

2. Typ und Auswahl
1. PWM-Servo: In kleinen und mittelgroßen unbemannten Luftfahrzeugen wird PWM-Servo aufgrund seiner guten Kompatibilität, starken Sprengkraft und einfachen Steuerung häufig eingesetzt. PWM-Servos werden durch Pulsweitenmodulationssignale gesteuert, die eine schnelle Reaktionsgeschwindigkeit und hohe Genauigkeit aufweisen.

2. Bus-Servo: Für große Drohnen oder Drohnen mit komplexen Aktionen ist ein Bus-Servo die bessere Wahl. Der Bus-Servo nutzt serielle Kommunikation, sodass mehrere Servos zentral über eine Hauptsteuerplatine gesteuert werden können. Üblicherweise werden magnetische Encoder zur Positionsrückmeldung verwendet, die eine höhere Genauigkeit und längere Lebensdauer bieten und Rückmeldungen zu verschiedenen Daten liefern, um den Betriebszustand der Drohnen besser zu überwachen und zu steuern.

3. Vorteile und Herausforderungen
Der Einsatz von Servos im Drohnenbereich bietet erhebliche Vorteile wie geringe Größe, geringes Gewicht, einfache Konstruktion und einfache Installation. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung und Verbreitung der Drohnentechnologie steigen jedoch die Anforderungen an Genauigkeit, Stabilität und Zuverlässigkeit der Servos. Daher ist es bei der Auswahl und Verwendung von Servos notwendig, die spezifischen Anforderungen und die Arbeitsumgebung der Drohne umfassend zu berücksichtigen, um einen sicheren und stabilen Betrieb zu gewährleisten.

DSpower hat die Servos der „W“-Serie für unbemannte Luftfahrzeuge entwickelt. Sie verfügen über Vollmetallgehäuse und sind extrem temperaturbeständig bis –55 °C. Sie werden alle über CAN-Bus gesteuert und sind nach IPX7 wasserdicht. Sie zeichnen sich durch hohe Präzision, schnelle Reaktion, Vibrationsfestigkeit und elektromagnetische Störfestigkeit aus. Wir freuen uns über Ihre Beratung.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Anwendung von Servos im Bereich unbemannter Luftfahrzeuge nicht auf Grundfunktionen wie Flugsteuerung und Lageanpassung beschränkt ist, sondern auch vielfältige Aspekte wie die Ausführung komplexer Aktionen und die Bereitstellung hochpräziser Steuerung umfasst. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie und der Erweiterung der Anwendungsszenarien werden sich die Einsatzmöglichkeiten von Servos im Bereich unbemannter Luftfahrzeuge noch weiter erweitern.