多旋翼无人机教案课程
文档多旋翼无人机技术基础PPT学习教案
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
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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
无人机技术基础 多旋翼无人机的操纵原理-教案.pptx
《无人机技术基础》
教案
一、多旋翼无人机的飞行原理
由伯努利定理可知，旋翼下方空气流速慢静压力大，旋翼上方空气流速快静压力小，由此压差而形成向上的作用力，即升力。
由升力公式可知，四个螺旋桨转速相同时，产生的升力也相同。
即对应四个旋翼的升力相等，F_1 = F_2= F_3= F_4。
当四个旋翼的升力和F大于重力的时候，无人机上升；升力小于重力时无人机下降，而两者相等时，无人机处于悬停状态。
通过调节多旋翼上各个电机的转速，可实现多旋翼无人机垂直升降，空中悬停，小速度前飞、后飞、侧飞、原地旋转等。
如沿着三个正交坐标轴的平移移动、和旋转运动，以及多通道组合下的自由移动。
二、多旋翼无人机的操纵原理
1.升降运动
四个旋翼电机转速同步增加或减小，就可以实现多旋翼无人机的垂直上升或垂直下降。
即升力大于重力时上升，小于重力时下降。
2.俯仰运动
指无人机能绕横轴（Y轴）转动。
当电机1加速，电机3减速，两者变化量相等时，可沿X负方向运动。
当电机1减速，电机3加速，两者变化量相等时，无人机可沿X正方向运动。
这时2、4号电机转速保持不变。
由于1、3号电机的变化量均相等，可知升力的总和并未发生变化。
即，在不改变升力合力的情况下，实现俯仰运动。
3.滚转运动
指无人机能绕纵轴（X轴）转动.当电机4减速，电机2加速，变化量相等时，无人机向左滚转。
当电机2减速，电机4加速，变化量相等时，无人机向右滚转。
同样，2、4号电机变化量相等，则升力的总和不变。
即，在不改变升
第二页（共2页）。
多旋翼无人机教案
多旋翼无人机教案多旋翼无人机教案一、教学目标1、了解多旋翼无人机的结构及工作原理；2、掌握多旋翼无人机的飞行操作技巧；3、理解多旋翼无人机在各个领域的应用；4、提高学生对科技的兴趣，培养他们的实践能力。
二、教学内容1、多旋翼无人机基础知识1、多旋翼无人机的定义、分类及特点；2、多旋翼无人机的结构组成。
2、多旋翼无人机的工作原理1、电机和电调的工作原理；2、遥控器的操作原理；3、飞行控制系统的组成及工作原理。
3、多旋翼无人机的飞行操作技巧1、起飞和降落的注意事项及操作技巧；2、平飞、转弯、升降等基本飞行技巧；3、紧急情况下的应急处理方法。
4、多旋翼无人机在各个领域的应用1、农业、环保、救援等领域的应用；2、多旋翼无人机在摄影、影视制作等方面的应用。
三、教学方法1、理论讲解：通过PPT、视频等形式向学生讲解多旋翼无人机的基本知识和工作原理；2、实践操作：通过实际操作让学生掌握多旋翼无人机的飞行操作技巧；3、案例分析：通过案例分析让学生了解多旋翼无人机在各个领域的应用；4、互动讨论：让学生分组讨论，分享学习心得和体会。
四、教学步骤1、导入新课，介绍多旋翼无人机的基本知识和特点；2、讲解多旋翼无人机的工作原理，通过实验和演示让学生理解；3、讲解多旋翼无人机的飞行操作技巧，通过实际操作让学生掌握；4、分析多旋翼无人机在各个领域的应用，通过案例让学生了解；5、学生分组讨论，分享学习心得和体会；6、布置作业，让学生进一步巩固所学知识。
五、教学评估1、通过课堂提问和练习来检测学生对多旋翼无人机的基本知识和操作技巧的掌握情况；2、通过作业和实际操作来评估学生对多旋翼无人机的应用能力；3、通过学生分组讨论和分享来评估他们的学习效果。
六、教学资源1、PPT或视频资料：用于讲解多旋翼无人机的基本知识和工作原理；2、实验和演示器材：用于演示多旋翼无人机的工作原理和飞行操作技巧；3、案例和分析资料：用于分析多旋翼无人机在各个领域的应用。
旋翼无人机操作教案中班
旋翼无人机操作教案中班教案标题：旋翼无人机操作教案（中班）教案目标：1. 介绍无人机的基本概念和组成部分，培养学生对无人机的兴趣和好奇心。
2. 培养学生的观察力、动手能力和团队合作精神。
3. 帮助学生了解无人机的操作原理和安全注意事项。
4. 引导学生进行简单的无人机操控实践，提升学生的空间认知和手眼协调能力。
教具准备：1. 旋翼无人机模型（适合中班学生使用的小型模型）。
2. 无人机遥控器（确保遥控器易于操作，并有简单的控制按钮）。
3. 展示板或幻灯片，用于介绍无人机的基本知识和操作原理。
4. 安全帽或护目镜，确保学生在操作无人机时的安全。
教学步骤：引入（5分钟）：1. 展示一张无人机的图片，引发学生对无人机的好奇心和兴趣。
2. 向学生简要介绍无人机是一种可以在空中飞行的机器，可以用来拍摄照片、传递物品等。
知识讲解（10分钟）：1. 使用展示板或幻灯片向学生介绍无人机的基本组成部分，如机身、旋翼、遥控器等。
2. 解释无人机的操作原理，即通过遥控器控制旋翼的转速和方向来控制无人机的飞行。
3. 强调无人机操作的安全注意事项，如在开放空间操作、避免靠近人群等。
示范操作（10分钟）：1. 向学生展示如何正确佩戴安全帽或护目镜。
2. 演示如何使用遥控器控制无人机的起飞、降落、前进、后退等基本操作。
3. 重点强调遥控器的操作按钮和指示灯的含义。
实践操作（20分钟）：1. 将学生分成小组，每组由一名学生操作无人机，其他学生观察和记录。
2. 学生轮流操作无人机，进行简单的飞行操控练习。
3. 教师和助教在一旁提供指导和帮助，确保学生的安全和操作正确性。
总结（5分钟）：1. 与学生一起回顾无人机的基本组成部分和操作原理。
2. 鼓励学生分享他们的操作经验和感受。
3. 强调学生在操作无人机时要遵守安全规则和团队合作。
拓展活动：1. 鼓励学生使用无人机进行简单的拍摄活动，如拍摄校园风景或同学们的合影。
2. 组织学生进行无人机飞行比赛，鼓励他们展示操作技巧和团队合作精神。
多旋翼无人机教案设计课程
哈尔滨四通技工学校第三教学站延寿农民工综合培训学校多旋翼无人机操作教案二0一七春季生便，稳定性高且携带方便。
常见的多旋翼飞行器。
3、四旋翼，六旋翼和八旋翼，被广泛用于影视航拍、安全监控、农业植保、电力巡线等领域（多旋翼无人机）（航拍无人机）（固定翼无人机）课程后记学员对无人机的用途很有兴趣（无人机的组成及构造）2、机架：机架是指多旋翼飞行器的机身架，是整个飞行系统的飞行载体。
一般使用高强度重量轻的材料，例如碳纤维、PA66+30GF等材料。
3、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。
4、电调全称电子调速器，英文electronic speed controller,简称ESC。
在整个飞行系统中，电调主要提供驱动电机的指令，来控制电机，完成规定的速度和动作等。
5、电池是将化学能转化成电能的装置。
在整个气动力扭矩效应全被抵消。
与传统的直升机相比，四旋翼飞行器的优势：各个旋翼对机身所产生的反扭矩与旋翼的旋转方向相反，因此当电机1和电机3逆时针旋转时，电机2和电机4顺时针旋转，可以平衡旋翼对机身的反扭矩。
3、垂直运动，即升降控制，在图（a）中，两对电机转向相反，可以平衡其对机身的反扭矩，当同时增加四个电机的输出功率，旋翼转速增加使得总的拉力增大，当总拉力足以克服整机的重量时，四旋翼飞行器便离地垂直上升；反之，同时减小四个电机的输出功率，四旋翼飞行器则垂直下降，直至平衡落地，实现了沿z轴的垂直运动。
当外界扰动量为零时，在旋翼产生的升力等于飞行器的自重时，飞行器便保持悬停状态。
保证四个旋翼转速同步增加或减小是垂直运动的关键。
4、俯仰运动，即前后控制，在图（b）中，电机1的转速上升，电机3的转速下降，电机2、电机4的转速保持不变。
为了不因为旋翼转速的改变引起四旋翼飞行器整体扭矩及总拉力改变，旋翼1与旋翼3转速该变量的大小应相等。
由于旋翼1的升力上升，旋翼3的升力下降，产生的不平衡力矩使机身绕y轴旋转（方向如图所示），同理，当电机1的转速下降，电机3的转速上升，机身便绕y轴向另一个方向旋转，实现飞行器的俯仰运动。
校本课程多旋翼(七级)课时预案
校本课程多旋翼（七级）课时规划全部课程共12课时课程大致规划如下：
第一课时教学目标
知识目标：
了解无人机发展
无人机具象：多旋翼无人机是什么？
介绍本学期训练项目
第二课时教学目标
知识目标：
从外在到内因：多旋翼无人机的结构、模块功能、原理
模拟器练习（对尾悬停）
第三课时教学目标
知识目标：
天空的探索者：多旋翼无人机的安全理论学习
模拟器练习（对左悬停）
第四课时教学目标
知识目标：
未来的飞行员：航空基础知识
模拟器练习（对右悬停）
模拟器练习（FPV）
第五课时教学目标
知识目标：
趣味游戏：理论知识快速抢答（优胜小组教练带领体验飞行）
模拟器练习（对头悬停）
模拟器练习（FPV）
第六课时教学目标
知识目标：
模拟器比赛（模拟器四位悬停）
第七课时教学目标
知识目标：
发放学生自己的无人机
组装自己的无人机
讲解实操飞机的各项数据与操作注意事项实操练习（对尾悬停及起降）
第八课时教学目标
知识目标：
实操练习（对左悬停及起降）
游戏项目（精准降落）
第九课时教学目标
知识目标：
实操练习（对右悬停及起降）
前后左右飞行练习
第十课时教学目标
知识目标：
实操练习（对头悬停及起降）
精准悬停练习
第十一课时教学目标
知识目标：
实操练习（四位悬停及起降）
无人机送花练习
第十二课时教学目标
知识目标：
实操考核（四位悬停及及起降）。
无人机操控技术 教案：多旋翼定机头画方练习
教案：多旋翼定机头方形练习
一、课程引入
上次课我们讲了多旋翼单通道的训练方式，这次课我们来学习无人机的固定机头画方形。
首先我们要明确方形的四个角ABCD，这四个角就是我们的无人机需要停留的点位，其中A点为起降点
二、课程内容
和之前的训练一样，首先确认无人机尾部对向自己，飞机的朝向和操纵者保持一致。
然后推动油门让飞机离开地面，升高到可以平视飞机的高度，控制好油门，不要让飞机上下晃动，保持好高度。
接下来推动升降舵向前，推的动作要柔和，推动的幅度要小，大约是完整摇杆行程的四分之一。
飞机会向前倾斜，同时会向前飞去，我们不能让飞机飞得太远，这样会使我们难以观察无人机从而导致失控。
无人机操控技术 教案：认识多旋翼模拟器
今天的课就上到这里，我们下次课再见。
三、本节小结
1.无人机模拟器的概念；
2.无人机模拟器的特点；
3.无人机模拟器的主要组成部分。
无人机模拟器由两部分组成，一是电脑端，需要在家庭电脑上安装软件并运行，目前最常见的无人机模拟器软件是“凤凰模拟器”。另一部分是模拟遥控器端，需要自行购买。模拟遥控器端的外形很像一个遥控器，但是它并不具备遥控无人机的功能。
模拟遥控器有两根操纵杆，分别控制无人机的4个通道，其中有几种不同的布局。美国手左摇杆上下为油门，左右为方向，右摇杆上下为升降，左右为副翼。而日本手左摇杆上下为升降，左右为方向，右摇杆上下为油门，左右为副翼。除了这两种布局外，还有一些冷门布局就不一一举例了。
教案：认识多旋翼模拟器
教师姓名
授课名称
无人机操控技术
授课形式
理论教学
授课班级
授课地点
授课日期
章节名称
认识多旋翼模拟器
教学目的
1.掌握无人机模拟器的定义。
2.了解无人机模拟器的特点。
3.掌握无人机模拟器主要组成部分。
重点难点
重点：无人机及无人机模拟器的概念。
难点：无人机模拟器的主要组成部分。
主要内容
一、课程引入
飞行模拟器具有安全、可靠、方便、经济、工作效率高,且不受气象条件限制等优点,因此发展相当迅速。它的历史可追溯至20年代,
早在1929年，美国的爱德华·林克就设计出世界上第一台机械式的飞行模拟器，称为林克机。随着科学技术的进步，飞行模拟器也变得越来越先进。
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哈尔滨四通技工学校第三教学站延寿农民工综合培训学校
多旋翼无人机操作教案
二0一七春季生
便，稳定性高且携带方便。
常见的多旋翼飞行器。
3、四旋翼，六旋翼和八旋翼，被广泛用于影视
航拍、安全监控、农业植保、电力巡线等领域
（多旋翼无人机）
（航拍无人机）
（固定翼无人机）
课程后记学员对无人机的用途很有兴趣
（无人机的组成及构造）
2、机架：机架是指多旋翼飞行器的机身架，是整个飞行系统的飞行载体。
一般使用高强度重量轻的材料，例如碳纤维、PA66+30GF等材料。
3、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。
4、电调全称电子调速器，英文electronic speed controller,简称ESC。
在整个飞行系统中，电调主要提供驱动电机的指令，来控制电机，完成规定的速度和动作等。
5、电池是将化学能转化成电能的装置。
在整个
气动力扭矩效应全被抵消。
与传统的直升机相比，四旋翼飞行器的优势：各个旋翼对机身所产生的反扭矩与旋翼的旋转方向相反，因此当电机1和电机3逆时针旋转时，电机2和电机4顺时针旋转，可以平衡旋翼对机身的反扭矩。
3、垂直运动，即升降控制，在图（a）中，两对电机转向相反，可以平衡其对机身的反扭矩，当同时增加四个电机的输出功率，旋翼转速增加使得总的拉力增大，当总拉力足以克服整机的重量时，四旋翼飞行器便离地垂直上升；反之，同时减小四个电机的输出功率，四旋翼飞行器则垂直下降，直至平衡落地，实现了沿z轴的垂直运动。
当外界扰动量为零时，在旋翼产生的升力等于飞行器的自重时，飞行器便保持悬停状态。
保证四个旋翼转速同步增加或减小是垂直运动的关键。
4、俯仰运动，即前后控制，在图（b）中，电机1的转速上升，电机3的转速下降，电机2、电机4的转速保持不变。
为了不因为旋翼转速的改变引起四旋翼飞行器整体扭矩及总拉力改变，旋翼1与旋翼3转速该变量的大小应相等。
由于旋翼1的升力上升，旋翼3的升力下降，产生的不平衡力矩使机身绕y轴旋转（方向如图所示），同理，当电机1的转速下降，电机3的转速上升，机身便绕y轴向另一个方向旋转，实现飞行器的俯仰运动。
5、横滚运动，即左右控制，与图（b）的原理相同，在图（c）中，改变电机2和电机4的转速，保持电机1和电机3的转速不变，便可以使机身绕x轴方向旋转，从而实现飞行器横滚运动。
6、偏航运动，即旋转控制，四旋翼飞行器偏航运动可以借助旋翼产生的反扭矩来实现。
旋翼转动过程中由于空气阻力作用会形成与转动方向相反的反扭矩，为了克服反扭矩影响，可使四个旋翼中的两个正转，两个反转，且对角线上的各个旋翼转动方向相同。
课程后记
F通道控制器、相对坐标编辑器、摄影测量工具包、
仿真飞行模拟、飞行任务导入/导出。
课程后记
课程名称：多旋翼无人机操作基础授课教师: 张海东课题第三章模拟训练
教学目标1、常用模拟器的使用
2、凤凰PHOENIX的正确使用
教学重点模拟器的实际操作
教材分析教材针对模拟器的使用和安装做了详细的解读
教学方法讲授法
授课类型新课
课时四课时
课程内容
一、组织教学
二、课前提问
三、导入新课
四、教学内容：
1、常用模拟器介绍，常用模拟器主要有
RealFlight 、Reflex XTR、Aerofly、凤凰Phoenix等。
2、RealFlight是目前普及率最高的一款模拟飞行
软件，它具有拟真度高、功能齐全、画面逼真等优点，最新版本为RealFlight Generation7。
3、Reflex XTR 是老牌的德国模拟软件，适合直机的模拟练习，附带精选的26个飞行场景，一百多架各个厂家的直升机，一百多架各个厂家的固定翼，60部飞行录像。
4、AEROFLY是一款德国的模拟软件，象真度较高，适合中高级训练者使用，但价格昂贵，对电脑硬件要求较高。
5、凤凰模拟器是一款受欢迎的国产模拟器软件，效果逼真，场景迷人。
6、模拟器软件安装，以RealFlight7.0为例，模拟器软件的安装方法如下：
（1）打开光盘根目录下setup.exe文件（有些情况光盘会自动运行）。
（2）点击Run setup.exe按钮，出现；点击Advanced按钮之后会出现下拉窗口，开始安装。
（3）接下来运行桌面上的RealFlight控制台，输入序列号，在光盘包装上。
Phantom 2 系列增加飞行区域限制功能。
飞行器在靠
近全球主要机场时，在机场中心一定区域范围内，飞
行器的飞行将会受到限制。
8、Phantom 2 Vision+ 与其它Phantom飞行器的
区别：
课程后记
2、以Phantom2为例，具体安装调试步骤如下：
（1）H3-3D是开发的一款优秀云台，可广泛应用于休闲娱乐、航拍等航模运动中。
它在机械结构上内部走线避免线材缠绕，内置独立惯性测量单元(Inertial Measurement Unit, IMU)精确控制云台姿态，集成云台专用伺服驱动模块等。
3、安装云台到Phantom 2
以下步骤引导您将云台安装到Phantom 2，该步骤也适用于安装到DJI 其它类型飞行器或您自备的飞行器。
4、将减震装置上板上的减震球套进减震装置下板的四个孔中，确保所有的减震球安装牢固。
5、如下图所示将云台防脱落件盘推入云台防脱落扣中的合适位置，并确保云台防脱落件之间扣死。
6、将Phantom 2 上的8 针线插入到抗干扰加
强板的Phantom 2 端口，然后，使用8 针线连接抗
干扰加强板的H3-3D 端口与云台上的8 针端口。
抗
干扰加强板既可安装于机身外，也可以安装于机身内
部的预留位上。
7、云台控制器与飞控系统连接：
云台控制器可以水平或者竖直地安装于飞行器上，按照以下步骤完成云台控制器与飞控的连接。
保持原有飞控系统的安装连接不变，升级主控器至最新固件（如下表所示）。
连接飞控系统。
课程后记对连接和调试操作的内容还需要在细致的讲解与练习。