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1、 Funktionsprinzip des Servos

Ein Servo ist eine Art Positions-(Winkel-)Servotreiber, der aus elektronischen und mechanischen Steuerungskomponenten besteht. Wenn das Steuersignal eingegeben wird, passt der elektronische Steuerteil den Drehwinkel und die Geschwindigkeit des Gleichstrommotorausgangs gemäß den Anweisungen des Controllers an, was vom mechanischen Teil in eine Verschiebung der Steuerfläche und entsprechende Winkeländerungen umgewandelt wird. Die Ausgangswelle des Servos ist mit einem Positionsrückmeldepotentiometer verbunden, das das Spannungssignal des Ausgangswinkels über das Potentiometer an die Steuerplatine zurückführt und so eine Regelung im geschlossenen Regelkreis erreicht.

2、 Anwendung auf unbemannte Luftfahrzeuge
Der Einsatz von Servos in Drohnen ist umfangreich und kritisch, was sich vor allem in den folgenden Aspekten widerspiegelt:
1. Flugsteuerung (Rudersteuerung)
① Kurs- und Neigungssteuerung: Das Drohnenservo wird hauptsächlich zur Steuerung des Kurses und der Neigung während des Fluges verwendet, ähnlich wie das Lenkgetriebe in einem Auto. Durch Ändern der Position der Steuerflächen (z. B. Seitenruder und Höhenruder) relativ zur Drohne kann das Servo den erforderlichen Manövriereffekt erzeugen, die Fluglage des Flugzeugs anpassen und die Flugrichtung steuern. Dadurch kann die Drohne entlang einer vorgegebenen Route fliegen und eine stabile Wende sowie Start und Landung erreichen.

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

2. Motordrossel und Drosselklappensteuerung
Als Aktuator empfängt das Servo elektrische Signale vom Flugsteuerungssystem, um die Öffnungs- und Schließwinkel der Drosselklappe und der Luftklappen präzise zu steuern und so die Treibstoffzufuhr und das Ansaugvolumen anzupassen, eine präzise Steuerung des Triebwerksschubs zu erreichen und die Flugleistung zu verbessern und Treibstoffeffizienz des Flugzeugs.
Dieser Servotyp stellt sehr hohe Anforderungen an Genauigkeit, Reaktionsgeschwindigkeit, Erdbebensicherheit, Hochtemperaturbeständigkeit, Entstörung usw.. Derzeit hat DSpower diese Herausforderungen gemeistert und ausgereifte Anwendungen für die Massenproduktion erreicht.
3. Andere strukturelle Kontrollen
① Gimbal-Rotation: Bei unbemannten Luftfahrzeugen, die mit einem Gimbal ausgestattet sind, ist das Servo auch für die Steuerung der Drehung des Gimbals verantwortlich. Durch die Steuerung der horizontalen und vertikalen Drehung des Gimbals kann der Servo eine präzise Positionierung der Kamera und die Einstellung des Aufnahmewinkels erreichen und so qualitativ hochwertige Bilder und Videos für Anwendungen wie Luftaufnahmen und Überwachung liefern.
② Andere Aktuatoren: Zusätzlich zu den oben genannten Anwendungen können Servos auch zur Steuerung anderer Aktuatoren von Drohnen verwendet werden, wie z. B. Wurfvorrichtungen, Schürzenverriegelungen 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 das PWM-Servo aufgrund seiner guten Kompatibilität, starken Sprengkraft und einfachen Steuerwirkung häufig verwendet. PWM-Servos werden durch Pulsweitenmodulationssignale gesteuert, die eine schnelle Reaktionsgeschwindigkeit und hohe Genauigkeit aufweisen.

2. Bus-Servo: Für große Drohnen oder Drohnen, die komplexe Aktionen erfordern, ist ein Bus-Servo die bessere Wahl. Das Bus-Servo nutzt serielle Kommunikation, sodass mehrere Servos zentral über eine Hauptsteuerplatine gesteuert werden können. Sie verwenden typischerweise magnetische Encoder für die Positionsrückmeldung, die eine höhere Genauigkeit und eine längere Lebensdauer haben und Feedback zu verschiedenen Daten liefern können, um den Betriebsstatus von 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 Struktur und einfache Installation. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung und Popularisierung der Drohnentechnologie wurden jedoch höhere Anforderungen an die Genauigkeit, Stabilität und Zuverlässigkeit von Servos gestellt. Daher ist es bei der Auswahl und Verwendung von Servos notwendig, die spezifischen Bedürfnisse und die Arbeitsumgebung der Drohne umfassend zu berücksichtigen, um ihren sicheren und stabilen Betrieb zu gewährleisten.

DSpower hat die Servos der „W“-Serie für unbemannte Luftfahrzeuge mit Ganzmetallgehäusen und einer extrem niedrigen Temperaturbeständigkeit von bis zu – 55 °C entwickelt. Sie werden alle über CAN-Bus gesteuert und sind wasserdicht nach IPX7. Sie bieten die Vorteile hoher Präzision, schneller Reaktion, Anti-Vibration und Anti-elektromagnetischer Interferenz. Begrüßen Sie alle zur Beratung.

Zusammenfassend beschränkt sich der Einsatz von Servos im Bereich unbemannter Luftfahrzeuge nicht nur auf Grundfunktionen wie Flugsteuerung und Lageanpassung, sondern umfasst auch vielfältige Aspekte wie die Ausführung komplexer Aktionen und die Bereitstellung einer hochpräzisen Steuerung. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie und der Erweiterung der Anwendungsszenarien werden die Einsatzmöglichkeiten von Servos im Bereich unbemannter Luftfahrzeuge noch breiter.