四轴飞行器教案

四轴飞行器教案
第一课时：准备课，四轴飞行器简介
顾名思义，四轴飞行器由四个螺旋桨高速旋转产生升力，为其提供飞行动力。

四个电机转向正反各两个，可以相互抵消反扭矩。

不同于常规固定翼飞机，多旋翼无人机属于静不稳定系统，因此必须依赖于强大的飞控系统才能飞行。

四轴飞行器可分为“十字型”和“X 型”，其中“十字型”机动性强主要应用在穿越机或特技表演无人机；“X 型”稳定性强，是最常见的四轴飞行器构型。

本文中所介绍的飞控系统都是基于“X 型”四轴飞行器
四轴飞行器的六自由度运动如图
1. 上下运动
由电机油门控制，油门增大，四个电机转速同时增大，升力增大，则飞机向上运动。

2. 前后运动
由飞机的俯仰角控制，如果飞机向前倾斜，则升力在垂线方向分量抵消重力，在水平方向分量提供飞机向前的加速度。

3. 左右运动
由飞机的滚转角控制，原理同前后运动。

4. 俯仰运动
绕飞机机体坐标系Y 轴转动，飞机做低头运动时，1、2 号电机转速减小，
同时3、4 号电机转速增大，此时四个电机的反扭矩仍然相互抵消。

5. 滚转运动
绕飞机机体坐标系X 轴转动，原理同俯仰运动。

6. 偏航运动
绕飞机机体坐标系Z 轴转动，如果1、3 号电机转速增大，同时2、4 号电机转速减小，此时电机反扭矩便不能相互抵消，会出现顺时针方向的反扭矩，飞机向右偏航。

第二课时：起飞、垂直上升、悬停、垂直下降
第四课时：自转一周
第六课时：垂直三角形
第七课时：机头向内盘旋一周
第八课时：水平8字
第九课时：十米高度水平直线
第十课时：45度下降着陆
第十二课时：顺风直线
第十四课时：菱形带自转
第十六课时：螺旋上升
第十七课时：急停着陆。