多旋翼无人机技术基础课件9.ppt
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文档多旋翼无人机技术基础PPT学习教案
文档多旋翼无人机技术基础
会计学
1
多旋翼无人机结构动力学
目的
多旋翼无人机结构动力学的目的就是研究关于多旋翼无
人机结构动力系统振动固有特性，它在外激励作用下产生
动响应的基本理论和分析方法，以使多旋翼无人机结构具
有优良的动力学特性。根据多旋翼无人机结构动力系统输
入、输出与系统特性三者之间的关系，可归纳为三类问题。
与系统本身的物理性质（弹性和惯性）有关，故称为系统
的固有频率。
（2）刚度相同的两个单自由度系统，其固有频率随质量的增
大而减小；质量相同的两个系统，其固有频率随系统刚度
的增大而增大。
（3）系统的初始条件对系统固有频率没有影响，而振幅X与初
相位φ均由初始条件决定。振幅和初相位都决定于初始条件，
这是自由振动的共同特性。
M pj
I pj
) 2
式中lpj、Mpj、Ipj分别为挥舞铰外伸量、绕挥舞铰的质量静矩及惯矩。
R l pj
mxdx
M pj
0
R l pj
I pj
mx
2
dx
0
当挥舞铰外伸量lpj=0时（中心铰），如翘翘板式旋翼，ωβ0=1Ω。当挥舞铰
外伸量lpj>0时，由于构造上的限制，挥舞铰外伸量不可能太大，即使是
频率，表示频率f的2π倍，单位为弧度/秒(rad/s)；T=1/f为周
期
ω0=2πf=2π/T
第12页/共50页
简谐振动复数表示方法
根据复数的矢量表示法，在复平面上的一个复数Z代表该复平面(Re，
Im)上的一个矢量，如图矢量0P所示。图中Re表示实轴，Im表示虚轴，
矢量的模就是复数Z的模A，其位置由复角θ确定。如果矢量0P绕0点以等
会计学
1
多旋翼无人机结构动力学
目的
多旋翼无人机结构动力学的目的就是研究关于多旋翼无
人机结构动力系统振动固有特性，它在外激励作用下产生
动响应的基本理论和分析方法，以使多旋翼无人机结构具
有优良的动力学特性。根据多旋翼无人机结构动力系统输
入、输出与系统特性三者之间的关系，可归纳为三类问题。
与系统本身的物理性质（弹性和惯性）有关，故称为系统
的固有频率。
（2）刚度相同的两个单自由度系统，其固有频率随质量的增
大而减小；质量相同的两个系统，其固有频率随系统刚度
的增大而增大。
（3）系统的初始条件对系统固有频率没有影响，而振幅X与初
相位φ均由初始条件决定。振幅和初相位都决定于初始条件，
这是自由振动的共同特性。
M pj
I pj
) 2
式中lpj、Mpj、Ipj分别为挥舞铰外伸量、绕挥舞铰的质量静矩及惯矩。
R l pj
mxdx
M pj
0
R l pj
I pj
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2
dx
0
当挥舞铰外伸量lpj=0时（中心铰），如翘翘板式旋翼，ωβ0=1Ω。当挥舞铰
外伸量lpj>0时，由于构造上的限制，挥舞铰外伸量不可能太大，即使是
频率，表示频率f的2π倍，单位为弧度/秒(rad/s)；T=1/f为周
期
ω0=2πf=2π/T
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简谐振动复数表示方法
根据复数的矢量表示法，在复平面上的一个复数Z代表该复平面(Re，
Im)上的一个矢量，如图矢量0P所示。图中Re表示实轴，Im表示虚轴，
矢量的模就是复数Z的模A，其位置由复角θ确定。如果矢量0P绕0点以等
《无人机基础》课件
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超级连接
利用5G网络和云计算等技术，实现智能高效的协作和管理，创造全面联动的调度系统。
无人机的优势与挑战
无人机可以带来许多好处和机会，但它们也面临着许多挑战和限制。
优势
快速高效的交付和运输，监测和控制环境，提高工 作效率和质量。
挑战
安全问题和技术限制，监管和政策法规的规范性， 商业模式和市场需求的变化。
相机
捕捉场景，提供实时图像或视频，支持遥感和测量
无人机的工作原理
无人机根据预设的飞行计划，通过遥控或程序控制，利用飞控系统控制电机的转速和方向，实现飞行。
起飞和着陆
无人机在航线规划后通过自主起飞，寻找合适的着陆场地降落。
导航和避障
无人机通过GPS或其他定位技术，实现定点飞行、跟随和避障功能。
姿态控制和稳定
多旋翼无人机
采用多个旋翼的设计，类似于四轴或六轴，兼顾了稳定性和机动性能。
无人机的组成
无人机由多个部件组成，包括飞控系统、电机、电池、传感器、相机等。
飞控系统
读取传感器数据，控制电机旋转，维持飞行状态。
电机
接收控制信号，通过旋转螺旋桨产生推力，控制高 度和方向。
电池
为无人机提供电源，维持电路运行，决定了单次飞
《无人机基础》PPT课件
欢迎大家来到无人机基础课程。无人机是一种快速发展的技术，它们正在改 变我们的生活和未来。
无人机的定义与分类
无人机，也称为无人驾驶飞行器，是没有乘客搭载的飞行器。它们根据自身能力进行控制和飞行。
固定翼无人机
采用翼的设计，类似于传统飞机，可以长时间飞行。
旋翼无人机
采用旋翼的设计，类似于直升机，可以在低空悬停，并非常灵活。
无人机的安全与法律
无人机技术基础与技能训练课件：无人机飞行训练
5.通道1是控制副翼舵的，把摇杆推动最大值到最小值最后放在中间 值不动。
5
无人机飞行训练 多旋翼无人机模拟飞行训练
6.不要动遥控器的摇杆，继续点击Skip。 7. 点击完成，如图。这一步完成后，遥控器的校准已经完成。
6
无人机飞行训练 多旋翼无人机模拟飞行训练
多旋翼无人机模拟软件使用 （1）选多旋翼模型 （2）设设置风速风向等值 （3）设置各通道的控制功能 （4）设置好后，开始飞行
固定翼无人机模拟软件使用 （1）选择固定翼模型 （2）设置风速 （3）设置通道 （4）模拟飞行 设置好后，开始飞行。
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无人机飞行训练
固定翼无人机模拟飞行训练
固定翼无人机模拟飞行基本动作 （1）起飞 要求:选择适当的位置，配合速度使用升降舵沿45度方向向上爬升； 起飞角度不宜过大，也不宜过小。 （2）降落 要求:操控者转动头部来看着飞机从而操控飞机降落；降落滑行的接 触地面应在操控者的前方，再从这一点进入滑行状态； （3）矩形航线 要求:进入矩形航线的第一边直线要与跑道中心线平行；转弯角度为 90度且要平和转弯；矩形航线四边等高，飞行方向不变化。 （4）水平8字 要求：确定8字航线起始航点；从起始航点开始直线飞行至8字航线一 端转弯点开始飞行。
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无人机飞行训练 固定翼无人机场外飞行训练
起飞/降落 方法：起飞时无人机逆风从起飞线开始柔和地加速直线滑跑，柔和离 地，小角度爬升至一定安全高度后再进行后续的巡航动作飞行。 要求：起飞前一定要确认风向，应正向逆风起飞；降落时也要正向逆 风降落。
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无人机飞行训练 固定翼无人机场外飞行训练
矩形航线 方法：逆风飞行进入跑道上空，等高矩形航线第一边，然后分别在相 应位置作90度转弯，完成1个封闭的水平矩形航线。 要求：第一边直线要与跑道轴线平行；90度转弯时要保持柔和；矩形 航线4边同等高度，每边飞行要保持直线。
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无人机飞行训练 多旋翼无人机模拟飞行训练
6.不要动遥控器的摇杆，继续点击Skip。 7. 点击完成，如图。这一步完成后，遥控器的校准已经完成。
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无人机飞行训练 多旋翼无人机模拟飞行训练
多旋翼无人机模拟软件使用 （1）选多旋翼模型 （2）设设置风速风向等值 （3）设置各通道的控制功能 （4）设置好后，开始飞行
固定翼无人机模拟软件使用 （1）选择固定翼模型 （2）设置风速 （3）设置通道 （4）模拟飞行 设置好后，开始飞行。
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无人机飞行训练
固定翼无人机模拟飞行训练
固定翼无人机模拟飞行基本动作 （1）起飞 要求:选择适当的位置，配合速度使用升降舵沿45度方向向上爬升； 起飞角度不宜过大，也不宜过小。 （2）降落 要求:操控者转动头部来看着飞机从而操控飞机降落；降落滑行的接 触地面应在操控者的前方，再从这一点进入滑行状态； （3）矩形航线 要求:进入矩形航线的第一边直线要与跑道中心线平行；转弯角度为 90度且要平和转弯；矩形航线四边等高，飞行方向不变化。 （4）水平8字 要求：确定8字航线起始航点；从起始航点开始直线飞行至8字航线一 端转弯点开始飞行。
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无人机飞行训练 固定翼无人机场外飞行训练
起飞/降落 方法：起飞时无人机逆风从起飞线开始柔和地加速直线滑跑，柔和离 地，小角度爬升至一定安全高度后再进行后续的巡航动作飞行。 要求：起飞前一定要确认风向，应正向逆风起飞；降落时也要正向逆 风降落。
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无人机飞行训练 固定翼无人机场外飞行训练
矩形航线 方法：逆风飞行进入跑道上空，等高矩形航线第一边，然后分别在相 应位置作90度转弯，完成1个封闭的水平矩形航线。 要求：第一边直线要与跑道轴线平行；90度转弯时要保持柔和；矩形 航线4边同等高度，每边飞行要保持直线。
多旋翼无人机基础知识
无人机，也称无人飞行器，英文Unmannedaerial vehicle(UAV)无人飞行器是一种配置了数据处理系统、传感器、自动控制系统和通讯系统等必要机载设备的飞行器。
无人机技术是一项设计多个技术领域的综合系统，它对通讯技术、传感器技术、人工智能技术、图像处理技术模式识别技术、现代控制理论都有较深的运用和较高的要求。
无人飞行器与它所配套的地面站测控系统、存储、托运、发射、回收、信息处理等维护保障部分一起形成了一套完整的系统，同城无人飞行器系统Unmannedaerial system(UAS)1.1无人机的种类固定翼无人飞行器采用电动或者燃料发动机产生向前拉力或推力，飞行器依靠固定翼的翼形上下边产生的大气动压强差产生的升力维持飞行器的控制。
无人飞艇采用充气囊结构作为飞行器的升力来源，充气囊一般充有比空气目的小的氢气或氦气。
旋翼无人飞行器，其配备有多个朝正上方安装的螺旋桨，由螺旋桨的动力系统产生向下的气流，并对飞行器产生升力。
扑翼无人飞行器是基于仿生学原理，配合活动机翼能否模拟飞鸟的翅膀上下扑动的动作而产生升力和向前的推力。
伞翼无人飞行器采用伞型机翼作为飞行器升力的主要来源。
1.2无人机的分类与管理在中国无人机驾驶航空器体系中，按照无人机的基本起飞重量指标可以分为四个等级1. 微型无人机，空机质量小于等于7千克2. 轻型无人机，空机质量大于7千克，但小于等于116千克，并且全马力飞行中，矫正空速度100公里/小时，升限小鱼3000米3. 小型无人机，空机质量小于等于5700千克，除微型及小型无人机以外的其他无人机4. 大型无人机，空机质量大于5700千克的无人机中国的空域目前归属于军队管理，民用航空领域则由民航总局向军队申请划分空域及航道。
民航总局针对私人飞行器的管理专设“中国航空器拥有者及驾驶员协会AircraftOwners and Pilots Association Of China - AOPA”，中国民航领域对飞行器主要管理分为三个层次等级进行管理。
多旋翼无人机技术基础课件9
多旋翼无人机设计要求
一项成功的设计，应满足多方面的要求。这些要求有社 会发展方面的，有产品性能、功能、质量、效益方面的， 也有使用要求或制造工艺要求，主要包括：
（1）社会发展要求 （2）安全性要求 （3）可靠性要求 （4）经济效益要求 （5）使用要求 （6）制造工艺要求
多旋翼无人机设计的基本原则
有翼式及复合式多旋翼无人机分析
提高正常型式多旋翼无人机的最大飞行速度主要受到三方面的限制， 即局部激波、气流分离及机体前倾，其中机体前倾对提高飞行速度的限制 最为严重。采用在正常式多旋翼无人机上安装辅助机翼的办法可以部分地 解决这些问题。在飞行速度较大时有翼式多旋翼无人机的机翼也提供了一 部分所需升力，从而减轻了旋翼的载荷。
（2）生产多旋翼无人机的方法和设备的工艺文件、设备清单和说明 书，回答怎样制造生产的问题。
（3）关于使用维护方面的技术文件，回答怎样正确使用多旋翼无人 机的问题。
多旋翼无人机设计工作要求
（1）要有明确的设计目标，并建立评估设计优劣的准则。 （2）要考虑主、客观条件，处理好各种关系。 （3）要有专门的设计机构，比较完善的试验、试制基地。
生产定型的工作内容
（1）申请生产定型的标准和要求
①具备成套批量生产条件、工艺符合国家有关产品质量管理规定，质 量稳定，不遗留质量问题。
②经试验和试用，产品性能达到批准设计定型时的要求。 ③生产与验收的各种图样、技术文件齐备。 ④配套设备及零部件、元器件、原材料、软件供货有保障。
（2）生产定型委员会审查验收
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
概念设计的工作内容
概念设计要求解决全局性的重大问题，因此必须深人、细 致和慎重地进行，要尽可能充分利用已有的经验，以求概念 设计作出的重大决策有坚实可靠的基础，避免以后出现不应 有的重大反复。概念设计的主要工作内容如下。
多旋翼理论ppt课件
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多旋翼
多旋翼飞行器是指拥有三个或者更多旋翼的直升机 类飞行器，能够垂直起降，属于直升机飞行器的一种， 一般称之为多旋翼飞行器，多旋翼飞行器属于不稳定 系统，其在飞行及悬停过程中无法实现自稳定；同时， 多旋翼飞行器也不是完整驱动系统。所以多旋翼飞行 器自身的稳定性在三种主要的飞行器当中是最低的， 其正常的飞行必须借助自稳定系统的辅助。 多旋翼飞行器的特点是能够实现垂直起降，并且自身 机械结构简单，无机械磨损；缺点是其续航及载重在 三种飞行器当中是最低的。
x型的6旋翼、8旋翼
具有x型4旋翼的特性的同时，还拥有比4旋翼更好的结构效率、 承载重量以及冗余度等性质，深受航拍、影视行业用户青睐。
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多旋翼飞行器的结构布局
四旋翼是结构简单、飞行效率 相对高效的一种常见多旋翼结 构，也是目前市场上保有量最 大的多旋翼飞行器类型。四旋 翼玩具、小型航拍机一般都选 用该结构。但是要注意的是， 四旋翼没有动力冗余，任何一 个电机出现问题停转，飞行器 都将无法控制而摔机。
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按重量分
微型：小于等于7KG
轻型：大于7KG，小于 等于160kg.
小型：小于等于5700KG 大型：大于5700KG
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4
固定翼
固定翼飞行器，是飞机机翼相对固定无需旋转，靠 经过机翼的气流提供升力的飞行器类型。也是世界上 保有量最大的载人飞行器。 固定翼飞行器是自稳定系统，也是完整驱动系统，它 在任何状态下都可以自由调整姿态，并且能够保持住 当前状态。 固定翼飞行器的优点是在三类飞行器里续航时间最长、 飞行效率最高、载荷最大、飞行稳定性高，缺点是起 飞的时候必须要助跑或者借助器械弹射，降落的时候 必须要滑行或者是利用降落伞降落。
多旋翼无人机入门实践 ppt课件
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主流机型样例
美国“火力侦察兵”无人机
美国“全球鹰”无人机
大疆“精灵”无人机
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多旋翼无人机构造
多旋翼飞行器主要由机架、电机、飞控和旋翼组成，为了满足实际飞行需要，一般还需要配备电池、遥控及航拍系统。
电机
电机是由电动机主体和驱动器组成，是一种 典型的机电一体化产品。在整个飞行系统中， 起到提供动力的作用。
多旋翼无人机入门实践
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目录
contents
01 基本组成 飞行原理 02
03 飞行控制系统 实操 04
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01
基本组成
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无人机机型分类
直升机、固定式和多旋翼的区别
直升机
固定式
旋翼式
单旋翼带尾桨的直升机，优点是 速度快，油动载重大，滞空时间 长，缺点是不易操作，巨大螺旋 桨杀伤力大，噪音重，适合专业 飞手用来大型设备的搭载。
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飞行控制系统
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飞行控制系统组成
飞行控制系统通过高效的控制算法内核，能够精准地感应并计算出飞行器的飞行姿态等数据，再通过主控制单元实现精准定位悬停和自主平稳飞行。
主控单元
主控单元是飞行控制系统的核心，通过它将 IMU、GPS指南针、遥控接收机等设备接入 飞行控制系统从而实现飞行器自主飞行功能
旋翼对称分布在机体的前后、左右四个方向，四个旋 翼处于同一高度平面，且四个旋翼的结构和半径都相同， 四个电机对称的安装在飞行器的支架端，支架中间空间安 放飞行控制计算机和外部设备。
四旋翼飞行器的电机1和电机3逆时针旋转的同时，电 机2和电机4顺时针旋转，因此当飞行器平衡飞行时，陀螺 效应和空气动力扭矩效应均被抵消。电机1和电机3作逆时 针旋转，电机2和电机4作顺时针旋转，规定沿 x轴正方向 运动称为向前运动，箭头在旋翼的运动平面上方表示此电 机转速提高，在下方表示此电机转速下降。
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