多旋翼无人机理论资料
多旋翼无人机技术基础课件
响应信息,并把其响应同目的要求相比较,进行工作调整。 这种行动后果的响应信息就称为反馈信息,当行动响应同目 标要求一致,控制过程便告完成;当行动响应效果偏离目标 甚至背道而驰时,就需要对系统进行调节,使其逐步接近目 标,最后使系统能得到合理的发展。
3.前馈控制 前馈控制是没有反馈信息的控制系统,只有前馈的控制
信息通道,通常只应用于比较简单的场合,在工程建设项目 中较少采用。
多旋翼无人机的定义
1.旋翼驱动方式的分类
(1)旋翼由发动机驱动的旋翼机 (2)旋翼无发动机驱动的旋翼机
2.无人机、航空模型和航模运动
(1)无人机 英文为Unmanned Aerial Vehicle,缩写MAV。 (2)航空模型 (3)航模运动 (4)航模级多旋翼无人机
2.多旋翼无人机飞行机组
(1)驾驶员 (2)机长 (3)观测员 (4)运营人
3.载人多旋翼飞行器和旋翼自转状态
多旋翼无人机的外形结构
(1)以旋翼数量划分
根据多旋翼无人机所具有的旋翼数量可分为4、6、8、 12、16、18、24、36旋翼等多种类型。
(2)以旋翼分布位置划分
根据最前与最后两个旋翼轴的连线与机体前进方向是否 在同一直线上,划分为“I”型(或称为“+”型)和“X”型两种。 其他类型,包括“V”型,“Y”型和“IY”型等
(18)实现载人化,搭乘旅客作为便捷的交通运输工具等。
多旋翼无人机分类方法
1、按动力装置划分 (1)油动多旋翼无人机 (2)电动多旋翼无人机
2、按外形结构划分 3、按用途划分 4、按重量划分 5、按控制方式划分 6、按市场定位划分 7、按有无载客能力划分
无人机快递技术—多旋翼无人机
A2多旋翼飞控
NAZA多旋翼飞控
ACE ONE多旋翼飞控 NAZA-H多旋翼飞控
多旋翼无人机
三、多旋翼飞行原理
• 多旋翼飞行器是通过调节多个电机转速来改变螺旋桨转速,实 现升力的变化,进而达到飞行姿态控制的目的。
智能锂电池
多旋翼无人机 二、多旋翼飞行器的构造——遥控系统
遥控系统由遥控器和接收机组成,是整个 飞行系统的无线控制终端。
遥控器
接收机
多旋翼无人机
二、多旋翼飞行器的构造——飞行控制系统
• 飞行控制系统集成了高精度的感应器元件,主要由陀螺仪(飞 行姿态感知),加速计,角速度计,气压计,GPS及指南针模 块(可选配),以及控制电路等部件组成。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。
多旋翼无人机
三、多旋翼飞行原理
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。
多旋翼无人机
目录
CONTENTS
1 多旋翼概述及分类 2 多旋翼飞行器的构造 3 多旋翼飞行原理
多旋翼无人机
一、多旋翼概述及分类
• 多旋翼飞行器也称为多轴飞行器,是直升机的一种,它通常有3个 以上的旋翼。飞行器的机动性通过改变不同旋翼的扭力和转速来实 现。相比传统的单水平旋翼直升机,它构造精简,易于维护,操作 简便,稳定性高且携带方便。
多旋翼无人机基础知识二
多旋翼⽆⼈机基础知识⼆多旋翼⽆⼈机的组成1.光流定位系统光流(optic flow),从本质上说,就是我们在三维空间中视觉感应可以感觉到的运动模式,即光线的流动。
例如,当我们坐在车上的时候往窗外观看,可以看到外⾯的物体,树⽊,房屋不断的后退运动,这种运动模式是物体表⾯在⼀个视⾓下由视觉感应器(⼈眼或者摄像头等)感应到的物体与背景之间的相对位移。
光流系统不但可以提供物体相对的位移速度,还可以提供⼀定的⾓度信息。
⽽相对位移的速度信息可以通过积分获得相对位置信息2. 全球卫星导航系统GPS系统是美国从上世纪70年代开始研制并组建的卫星系统,可以利⽤导航卫星进⾏⽬标的测距和测速,具备在全球任何位置进⾏实时的三维导航定位的能⼒,是⽬前应⽤最⼴泛的精密导航定位系统北⽃系统是中国为了实现区域及全球卫星导航定位系统的⾃主权与主导地位⽽建设的⼀套卫星定位系统,⽤于航空航天、交通运输、资源勘探、安防监管等导航定位服务。
北⽃系统采⽤5颗静⽌同步轨道卫星和30颗⾮同步轨道卫星组成,是中国独⽴⾃主研制建设的新⼀代卫星导航系统。
GLONASS是俄罗斯在前苏联时期建⽴的卫星定位系统,但由于缺乏资⾦维护,⽬前系统的可⽤卫星从最初的24颗卫星减少到2015年的17颗可⽤在轨卫星,导致系统的可⽤性和定位精度逐步的下降。
欧盟的伽利略导航卫星系统是由欧洲⾃主、独⽴的民⽤全球卫星导航系统,不过⽬前为⽌该系统还只是计划⽅案,计划总共包含27颗⼯作卫星,3颗为候补卫星,此外还包含2个地⾯控制中⼼,但由于该计划由欧盟共同经营,同时与内部私企合营,各部分利益难以平衡,计划实施则⼀再推迟,⽬前还⽆法独⽴使⽤。
3.⾼度计由于全球定位系统GNSS的缺陷,它的⾼度信息极为不准确,通常偏差达⼏⼗⽶甚⾄更⼤,⽆⼈机系统的⾼度测量需要额外的设备来辅助测量。
常⽤的⾼度传感器主要包含超声波传感器和⽓压⾼度传感器,此外还有激光⾼度计和微波雷达⾼度计等。
⽓压⾼度计的原理是地球上测量的⼤⽓压⼒在⼀定⽅位内是与相对海拔⾼度呈现对应关系的。
多旋翼无人机的原理
多旋翼无人机的原理
多旋翼无人机是一种通过多个旋翼来产生升力和控制飞行的飞行器。
其原理基于飞行器在空气中产生升力,并通过改变旋翼的转速和姿态来控制飞行方向。
多旋翼无人机通常由一个或多个旋翼组成,每个旋翼由一个电动马达驱动,通过螺旋桨产生向上的推力。
这些旋翼安装在飞行器的平衡板上,通过控制各个旋翼的转速和提升力分配来实现飞行。
在飞行过程中,通过调整各个旋翼的转速,可以使飞行器在空中悬停、上升或下降。
通过改变旋翼的倾斜角,可以实现向前、后、左、右等方向的飞行。
旋翼的倾斜角度可以通过改变飞行器的姿态来实现,通常通过控制机身前后倾斜、左右倾斜和偏航来控制。
多旋翼无人机还可以通过配备陀螺仪和加速度计等传感器来实现自稳定和姿态控制。
陀螺仪可以感知飞行器的姿态变化,通过自动调整旋翼的转速来保持平衡。
加速度计可以感知飞行器的速度和加速度变化,通过自动调整旋翼的转速来保持稳定飞行。
此外,多旋翼无人机还可以通过配备GPS导航系统来实现自
动导航和定位。
通过GPS系统,飞行器可以获取自身的位置
信息,并根据预设的航点来自动飞行。
总之,多旋翼无人机通过调整旋翼的转速和姿态来实现升力和
飞行控制。
搭配各种传感器和导航系统,可以实现自稳定、自动导航和定位等功能,广泛应用于航拍、物流、农业等领域。
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。
多旋翼无人机理论教材
1.2 无人机的分类
按活动半径分类:超近程(活动半径在15km以内)、近程(活动半径在1550km之间)、短程(活动半径在50-200km之间)、中程(活动半径在200800km之间)和远程(活动半径大于800km) 按任务高度分类:超低空(任务高度在0-100m之间)、低空(100-1000m之 间)、中空(1000-7000m之间)、高空(7000-18000m之间)、超高空(大于 18000m)。
行记录,飞行时远离干扰源(高压线对飞行器飞控IMU、图传、遥控信号均 会产生不同程度干扰)。
3)、规划飞行航线时,不要从人口密集地方飞过(飞行器失事仅仅是经济
损失,锋利的螺旋桨划伤人就是重大损失),非镜头需要不要从水库、江河、 湖泊等地方飞过(航拍作业所有数据存储于SD卡上,飞行器失事会导致前面
的的数据全部丢失)。
(5)前后运动:要想实现飞行器在水平面内前后、左右的运动, 必须在水平面内对飞行器施加一定的力。在图 e中,增加电机 3转速, 使拉力增大,相应减小电机 1转速,使拉力减小,同时保持其它两个 电机转速不变,反扭矩仍然要保持平衡。按图 b的理论,飞行器首 先发生一定程度的倾斜,从而使旋翼拉力产生水平分量,因此可以 实现飞行器的前飞运动。向后飞行与向前飞行正好相反。(在 图 b 图 c中,飞行器在产生俯仰、翻滚运动的同时也会产生沿 x、y 轴的水平运动。) (6)倾向运动:在图 f 中,由于结构对称,所以倾向飞行的工作 原理与前后运动完全一样。
1.2 无人机的分类 无人机可按飞行平台构型、用途、尺度、活动半径、任务高度 等方法进行分类。 按飞行平台构型分类:固定翼、旋翼机、无人飞艇、伞翼无人 机、扑翼无人机。 按用途分类:军用和民用两大类 按尺度分类(民航法规):微型(空机质量小于等于7Kg的无人 机)、轻型(空机质量大于7Kg,小于等于116kg)、小型(空机质 量小于等于5700kg)、大型无人机(空机质量大于5700kg)。
中型超视距多旋翼无人机操控员(机长)理论习题(含答案整理版)
•在地表的风向稍微不同于地表之上几千英尺高度的风向的原因是:• A. 当地地形影响气压B. 地面有较强的地转偏向力C. 风和地面之间的摩擦作用•A B C•正确答案C•试题解析据地表2000英尺内,地表和大气之间的摩擦力使流动的空气变慢。
因为摩擦力减小了地球自转偏向力,使得风从它的路径转向。
(P101)第5 题【单选题】纠错收藏•XVGRjFBLqp当飞机进入下击暴流区域时:• A.先遇强逆风,后遇猛烈的下沉气流,随后又是强顺风B.先遇强顺风,后遇猛烈的上升气流,随后又是强逆风C.先遇强逆风,后遇猛烈的上升气流,随后又是强顺风•A B C•正确答案A•试题解析垂直运动的风速会突然的加剧,并且与地面撞击后转向与地面平行而变成水平风,风向以撞击点为圆心想四面发散,所以在一个更大一些的区域内,又形成了水平风切变(P126)第7 题【单选题】纠错收藏•bqm77yaLqE飞机在比标准大气冷的空气中飞行时,气压高度表所示高度将比实际飞行高度:• A 相同B 低C 高•A B C•正确答案C•试题解析气压高度表其工作原理基于大气压力随着海拔高度的变化而变化。
根据公式P=RρT,温度减小时,气压就会减小。
正常情况下气压越小,高度越高,所以气压表的高度会比真实高度要高第18 题【单选题】纠错收藏•RGSJLLS4如果数据链路上行中断,会发生的后果• A.无人机退出地面站控制模式B.不能获取无人机状态信息C.无法在线重规划航线航点及发送任务指令•A B C•正确答案C•试题解析数据链路上行中断后地面端无法连接飞机第31 题【单选题】纠错收藏•无人机在增稳飞行控制模式下,飞控子系统——控制。
__• A.参与B.不参与C.不确定•A B C•正确答案A•试题解析飞控子系统主要具有如下功能1.无人机姿态稳定与控制2.与导航子系统协调完成航迹控制3.无人机起飞(发射)与着陆(回收)控制4.无人机飞行管理5.无人机任务设备管理与控制6.应急控制7.信息收集与传递,以上所列功能中第1、4、6项是所有无人机飞行控制系统所必须具备的功能,而其他项则不是每一种飞行控制系统都具备的,也不是每一种无人机都需要的,根据具体无人机的种类和型号可进行选择、裁剪和组合。
UOM多旋翼无人机安全操控理论课程
什么是管制空域?真高120米以上空域,空中禁区、空中限制区以及周边空域,军用航空超低空飞行空域,以及下列区域上方的空域应当划设为管制空域:1.机场以及周边一定范围的区域;2.国界线、实际控制线、边境线向我方一侧一定范围的区域;3.军事禁区、军事管理区、监管场所等涉密单位以及周边一定范围的区域;4.重要军工设施保护区域、核设施控制区域、易燃易爆等危险品的生产和仓储区域,以及可燃重要物资的大型仓储区域;5.发电厂、变电站、加油(气)站、供水厂、公共交通枢纽、航电枢纽、重大水利设施、港口、高速公路、铁路电气化线路等公共基础设施以及周边一定范围的区域和饮用水水源保护区;6.射电天文台、卫星测控(导航)站、航空无线电导航台、雷达站等需要电磁环境特殊保护的设施以及周边一定范围的区域;7.重要革命纪念地、重要不可移动文物以及周边一定范围的区域;8.国家空中交通管理领导机构规定的其他区域。
隔离飞行和融合飞行隔离飞行,是指无人驾驶航空器与有人驾驶航空器不同时在同一空域内的飞行。
融合飞行,是指无人驾驶航空器与有人驾驶航空器同时在同一空域内的飞行。
哪些情况下,无人驾驶航空器可以与有人驾驶航空器融合飞行?无人驾驶航空器通常应当与有人驾驶航空器隔离飞行。
属于下列情形之一的,经空中交通管理机构批准,可以进行融合飞行:1根据任务或者飞行课目需要,警察、海关、应急管理部门辖有的无人驾驶航空器与本部门、本单位使用的有人驾驶航空1.器在同一空域或者同一机场区域的飞行;2取得适航许可的大型无人驾驶航空器的飞行;3取得适航许可的中型无人驾驶航空器不超过真高300米的飞行:4 小型无人驾驶航空器不超过真高300米的飞行;5 轻轻型无人驾驶航空器在适飞空域上方不超过真高300米的飞行。
操控无人驾驶航空器实施飞行活动,应该遵守哪些行为规范?1 依法取得有关许可证书、证件,并在实施飞行活动时随身携带备查;2 实施飞行活动前做好安全飞行准备,检查无人驾驶航空器状态,并及时更新电子围栏等信息;3 实时掌握无人驾驶航空器飞行动态,实施需经批准的飞行活动应当与空中交通管理机构保持通信联络畅通,服从空中交通管理,飞行结束后及时报告;4 按照国家空中交通管理领导机构的规定保持必要的安全间隔;5 操控微型无人驾驶航空器的,应当保持视距内飞飞行;6 操控小型无人驾驶航空器在适飞空域内飞行的,应当遵守国家空中交通管理领导机构关于限速、通信、导航等方面的规定;7 在夜间或者低能见度气象条件下飞行的,应当开启灯光系统并确保其处于良好工作状态;8 实施超视距飞行的,应当掌握飞行空域内其他航空器的飞行动态,采取避免相撞的措施;9 受到酒精类饮料、麻醉剂或者其他药物影响时,不得操控无人驾驶航空器;10 国家空中交通管理领导机构规定的其他飞行活动行为规范。
多旋翼无人机的介绍和航拍应用浅谈
飞行器航空器
无人多
旋翼轻于
空气
气球
飞艇
重于
空气
旋翼
固定翼
共轴、纵列、
横列双旋翼
多旋翼
自转旋
翼机
直升机
航天器
卫星
火箭
有人多
旋翼
升力的标准公式Lift=1/2 CyρV²S
结构子系统
机载链
路子系统遥控接收机、机载数传模块及天线、机载图传模块和天线
典型多
旋翼无人机系统链路
分系
统
飞行
器平
台分
系统
飞控子
系统
动力子
系统
机架、脚架、云台
主板控、飞控软件、外接式IMU、
GPS、其他外接传感器
桨、电机、电调、电池、充电器
地面
站分
系统
地面链
路子系
统
遥控子
系统
(操纵)
遥测子
系统
(显示)
遥控发射机杆、开关、键盘、鼠
标等
遥控发射机、地面数传模块和天
线、地面图传模块及天线
飞控地面站界面、图传显示屏、
OSD
飞控内外回路(姿态、位置)均不参与控制飞控内回路稳定姿态,外回路稳定位置,人来影响修正位置飞控内回路稳定姿态,人来影响姿态以改变位置军用:舵面遥控民用:纯手动模式
军用:姿态遥控
民用:姿态或曾稳模式
军用:人工修正
民用:GPS 模式
飞控内回路稳定姿态,外回路根据航点设置控制位置
军用:自主
民用:航线飞行
注意线的顺序
thanks。
6.多旋翼无人机的动力学知识
用分子动理论解释
3.旋翼升力产生的原理
F升
F升
凹凸式翼型
攻角和螺距
转速固定的情况下,螺距越大,升力越大。
二.旋翼的种类及特点
旋翼又称螺旋桨或桨叶,是通过自身旋转,将电机转 动功率转化为动力的装置。
1.按材质分:
木桨
塑料浆 橡塑尼龙桨 碳纤维浆
2.按桨叶数量分: 双叶桨 四叶桨
三叶桨
五叶桨 涵道风扇
和 M4 顺时针旋转,
黑点
这样设计的目的是:
反 扭矩
当电机转速相等时, 白点
电机自身的反扭矩
相互抵消,无人机
M3
的航向保持不变。
M1 白点
黑点 M4
3.电机安装方向:(部分无人机电机并非垂直于机身平面)
电机 安装角
F2
F1
拉 力矩
F3
F4
电机转速相等时,
电机倾斜拉力矩相互抵消, 无人机保持航向不变.
教学过程
1. 旋翼的空气动力学知识. 2. 无人机旋翼的种类及特点. 3. 多旋翼无人机的各种动作. 4. 四旋翼无人机的飞行原理.
一.旋翼的空气动力学知识
1.旋翼机的产生
葛洪发明的竹蜻蜓
达芬奇设计的直升机
葛洪:东晋道教学者、炼丹家、药学家,文学家,思想家, 化学家。官至宰相,隐居罗浮山. 所著<抱朴子>记述:
“或用枣心木为飞车,以牛革结环剑,以引其机.” 其中的“飞车”被认为是关于竹蜻蜓的最早记载。
美国西科斯基研制
首架直升机 支奴干
国产直10 美国鱼鹰
2.固定翼升力产生原理:
升力产生的力学分析
据:F P S
y F1
F浮
简述多旋翼无人机的飞行原理
简述多旋翼无人机的飞行原理多旋翼无人机是一种利用多个电动螺旋桨产生升力和控制飞行姿态的飞行器。
其飞行原理主要涉及到气动学、动力学和控制理论等方面。
一、气动学原理1. 空气动力学基础空气是一种流体,当物体在空气中运动时,会受到空气的阻力和升力的作用。
升力是垂直于流体运动方向的力,它是由于物体表面上方的流体速度比下方快而产生的。
根据伯努利定律,速度越快的流体压强越低,因此在物体表面上方形成了一个低压区域,从而产生了升力。
2. 旋翼产生升力原理多旋翼无人机利用电动螺旋桨产生升力。
螺旋桨是一种叶片形状呈扁平椭圆形的转子,在转动时会将周围空气向下推送,从而产生反作用力使得无人机获得向上的升力。
同时,螺旋桨还可以通过改变叶片角度来调节升降速度。
3. 旋翼产生的气流对姿态控制的影响旋翼产生的气流会对无人机的姿态控制产生影响。
例如,当无人机向前飞行时,前方螺旋桨产生的气流会使得无人机头部上仰;而后方螺旋桨产生的气流则会使得无人机头部下俯。
因此,通过调节各个螺旋桨的转速和叶片角度来实现姿态控制。
二、动力学原理1. 动力学基础动力学是研究物体运动状态和运动规律的学科。
在多旋翼无人机中,电动螺旋桨提供了推力,从而使得无人机具有向上飞行的能力。
2. 电动螺旋桨推力计算电动螺旋桨推力与其转速和叶片角度有关。
一般来说,推力与转速成正比,与叶片角度成平方关系。
因此,在设计多旋翼无人机时需要根据所需升降速度和搭载重量等因素来确定电动螺旋桨数量、大小和转速等参数。
三、控制理论原理1. 控制理论基础控制理论是研究如何使系统达到期望状态的学科。
在多旋翼无人机中,通过调节各个螺旋桨的转速和叶片角度来实现姿态控制和飞行控制。
2. 姿态控制姿态控制是指调节无人机的姿态,使其保持稳定飞行。
一般来说,可以通过加速度计、陀螺仪和罗盘等传感器来获取无人机的姿态信息,然后通过PID控制器等算法来调节螺旋桨转速和叶片角度。
3. 飞行控制飞行控制是指调节无人机的飞行状态,包括升降、前进、后退、左右平移等动作。
多旋翼理论
KV值X电压=空载转速(每分钟) 最大功率:电机能够安全工作的最大功率, 电机的功率反应了其对外的输出能力,功 率越大的电机其输出能力也更强。
电压*电流=功率(W)
无刷电调
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,电调的 作用主要包括 1、调节电机转速; 2、控制电机运转; 3、提供BEC供电(部分没有这个功 能)
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。
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。
在显示系统里,通讯设备将飞行器的高度、速度、电量、姿态、位置等各种丰富的信息传达到地面, 地面操作人员就可以根据显示系统提供的信息对飞行器进行操纵。而在操作系统里,作业人员能够通过 操作设备将控制意图传达到多旋翼无人机,实施相应的飞行及操作。
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操作空间。避免无关人员与工作人员进行身体接触(有时候会出现有
人轻拍飞手手臂进行询问的情况)。
4.1无人机安全飞行要领 7)、对山区进行拍摄时,起飞升空后你需要在监视器上仔细辨认 飞行器起飞点,了解大概位置。当飞行器飞远后在回航途中起飞点 会隐藏于绿色植物中,此时就无法找到降落点(起飞点与降落点是
同一地方)。
4.1无人机安全飞行要领 4)、当风速高于四级风(5.5-7.9m/s)建议不进行航怕作业。 5)、雨天建议不进行航拍作业,如特殊要求需在雨天进行拍摄,必 须对飞控、电调、飞行器马达、相机、云台马达做防水处理。 6)、航拍作业时,你需要全神灌注对飞机进行操作。在市区航拍可 能会引起其他无关人员的好奇心。会对飞手、云台手及助理进行各种 询问,请无视他们。并维护好操作现场的秩序,给工作人员留出好的
(一)起飞前基础检查 4、展开飞行器,检查飞行器螺旋桨、电调、马达是否完好。螺 丝是否有松动现象(飞行器飞行时产生高频振动,可能会使螺丝 松动)。检查飞行器机架结构是否完整。云台防分离卡扣是否锁 死。(特别检查highonepro力臂转动螺丝是否松动、云台重心调 整好) 5、检查GPS天线方向是否与机头一致,如图GPS天线方向与机 头方向存在夹角,逆时针旋转θ°即可。 6、电量显示报警器是否插于飞行器 动力电池的平衡口。
行记录,飞行时远离干扰源(高压线对飞行器飞控IMU、图传、遥控信号均 会产生不同程度干扰)。
3)、规划飞行航线时,不要从人口密集地方飞过(飞行器失事仅仅是经济
损失,锋利的螺旋桨划伤人就是重大损失),非镜头需要不要从水库、江河、 湖泊等地方飞过(航拍作业所有数据存储于SD卡上,飞行器失事会导致前面
的的数据全部丢失)。
无刷电机(4个)电机型号:6210/380kv 动力总成 电子调速器 (4个) 螺旋桨(4个,两正两反) 控制系统 飞行控制器(飞控) 遥控器 动力储备 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。 在上图中,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。 (1)垂直运动: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。
1.零度双子星产品介绍 产品清单
4.1无人机安全飞行要领
1)、航拍目标进行拍摄前,应对飞行器起飞场地进行选择。场地应尽可能
的平整、空旷。不要从电杆、树木下进行起飞。 2)、对大型目标进行拍摄时,尽可能的了解(如驾车、步行等方式)目
标周边空域情况。对手机基站、无线电基站、雷达基站、高压线等干扰源进
(2)俯仰运动:在图(b)中,电机 1的转速上升,电机 3 的转 速下降(改变量大小应相等),电机 2、电机 4 的转速保持不变。 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,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。 (3)滚转运动: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,则可使机身绕 x 轴旋 转(正向和反向),实现飞行器的滚转运动。
第一章:概述 第二章:飞行原理 第三章:旋翼机飞控的安装调试 第四章:旋翼无人机航拍应用 第五章:Li电池的维护和保养
1.1 无人机的定义
无人驾驶飞机简称“无人机”,是利用无线电遥控设备和自备 的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱,但安装有自动 驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通 过雷达等设备,对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。可 在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空,也可 由母机带到空中投放飞行。回收时,可用与普通飞机着陆过程一样 的方式自动着陆,也可通过遥控用降落伞或拦网回收。可反覆使用 多次。广泛用于空中侦察、监视、通信、反潜、电子干扰等。
(三)起飞前的通电检查 打开遥控器器电源(打开前将油门保持在低位),监视器电 源,相机电源。飞行器上电后检查LED模块闪灯序列,如为 证明飞控系统初始化正常。再观察监视 器有无图像传出,有图像及证明云台初始化正常。 (四)飞行器的磁场校准 每天进行拍摄任务时第一个起落,应对飞行器进行磁场校准。 当更换拍摄场地,且场地与第一个起落场地直线距离大于100km 时,请进行磁场校准。
5. 水平校准:将飞行器放平(姿态误差在 5 度以内,可以用手抱 着),然后缓慢地转两到三圈。转动过程中,保证外接 LED 灯蓝灯常 亮, 否则,须重新调整好飞行器后,再继续转动。 垂直校准:将飞行器的机头垂直朝下(姿态误差在 5 度以内), 然后缓慢地转两到三圈。转动过程中,保持蓝灯常亮。否则,先停下 来,调整好飞行器后再继续转动。等待飞控处理记录下来的磁数据。 处理过程中紫灯长亮,紫灯熄灭后,校准结束。地面站会自动切换到 遥控界面,显示一 蓝一红两个圆圈,如下图所示。如果红蓝两圈基本 重合,说明校准成功;如果不是,需要重新执行一次校准操作。
图依次为优、合格、不合格
(五)飞行器的保养
飞行器使用时间较长后,中心板等角落会积累灰尘,需要 定期将设备进行拆卸对角落灰尘进行清理。此外飞行器螺 丝使用时间过长由于重庆地区空气湿润,易产生锈蚀,需 要进行更换。马达与电调的接头处,由于长期的振动,需 要不定期的进行维护。
五、Li电池的保养问题 1)、新电池的正确认识 一般出厂的模型锂电池,电压保存在3.75-3.85V左右,这个是最 佳的保存电压。拿到新电池,如果每片电池电压不平衡可以用小
1.2 无人机的分类 无人机可按飞行平台构型、用途、尺度、活动半径、任务高度 等方法进行分类。 按飞行平台构型分类:固定翼、旋翼机、无人飞艇、伞翼无人 机、扑翼无人机。 按用途分类:军用和民用两大类 按尺度分类(民航法规):微型(空机质量小于等于7Kg的无人 机)、轻型(空机质量大于7Kg,小于等于116kg)、小型(空机质 量小于等于5700kg)、大型无人机(空机质量大于5700kg)。
名观察员。随时了解飞行器的方位,避免撞上大型障碍物。切勿绕到大 型障碍物后方,如果障碍物够大。此时飞行器的图传、遥控器信号会全 部消失。 10)、飞行器从高楼群里(如解放碑)起飞时,请使用姿态模式。在 高楼群里,GPS可能无法搜到信号,即使能搜到大于6颗卫星的信号顺 利起飞,也不能保证在飞行途中卫星信号不丢失。由于姿态模式与GPS 模式控制方式的不同(GPS可悬停,姿态模式无法悬停),频繁的自动 切换两种姿态模式可能会引飞行器失事。
1.2 无人机的分类
按活动半径分类:超近程(活动半径在15km以内)、近程(活动半径在1550km之间)、短程(活动半径在50-200km之间)、中程(活动半径在200800km之间)和远程(活动半径大于800km) 按任务高度分类:超低空(任务高度在0-100m之间)、低空(100-1000m之 间)、中空(1000-7000m之间)、高空(7000-18000m之间)、超高空(大于 18000m)。
(5)前后运动:要想实现飞行器在水平面内前后、左右的运动, 必须在水平面内对飞行器施加一定的力。在图 e中,增加电机 3转速, 使拉力增大,相应减小电机 1转速,使拉力减小,同时保持其它两个 电机转速不变,反扭矩仍然要保持平衡。按图 b的理论,飞行器首 先发生一定程度的倾斜,从而使旋翼拉力产生水平分量,因此可以 实现飞行器的前飞运动。向后飞行与向前飞行正好相反。(在 图 b 图 c中,飞行器在产生俯仰、翻滚运动的同时也会产生沿 x、y 轴的水平运动。) (6)倾向运动:在图 f 中,由于结构对称,所以倾向飞行的工作 原理与前后运动完全一样。
(二)飞机起飞前通电顺序和降落后断电顺序
飞机起飞前,应先开遥控器电源再开飞机电源,因为先开飞机,飞机有机会 接收到其他信号。
飞机降落后应先关闭飞机电源再关闭遥控器电源
1.如果降落点和起飞点的水平距离超过20米,请注意此时飞机的水平高度 为0,此时自动返航的话飞机将上升到设置的返航高度,但由于此时飞友准备 去关飞行器的电源,手臂和飞机距离太近,飞机的突然起飞极大可能导致飞 友的手臂被突然转动的螺旋桨割伤;如果飞友先去收拾可以折叠的桨叶,将 直接导致手指被突然转动的螺旋桨割伤;假如此时飞友还没去靠近飞机,飞 机突然起飞,飞友在不知情的情况下误认为飞机要飞走了,慌忙之下可能用 手去拉飞机脚架,可能是第一次用手拉起飞过程中的飞行器,极大可能因为 操作不当导致手臂被螺旋浆割伤。 2.如果降落点和起飞点的水平距离在20米之内,飞机将没有什么反应, 原因是返航(包括一键返航,失联返航,低电量返航)过程中飞机水平距离 低于20米,将竖直降落,而此时飞机的高度为0,所以不会有什么反应。
4.2无人机地面检查操作规范和要领 良好的地情检查是飞行安全的保障,减少安全事故,延长设备使 用寿命。 (一)起飞前基础检查 飞行器起飞前你需要做好如下检查 1、监视器上电,检查监视器电量是否充足。 2、遥控器发射机开机,检查遥控器电量是否充足。 3、检查每一块飞行器使用的动力电池电量是否充足,电池有无 鼓包胀气现象。
(4)偏航运动: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。反扭矩 的大小与旋翼转速有关,当四个电机转速相同时,四个旋翼产生的 反扭矩相互平衡,四旋翼飞行器不发生转动;当四个电机转速不完 全相同时,不平衡的反扭矩会引起四旋翼飞行器转动。在图 d中, 当电机 1和电机 3 的转速上升,电机 2 和电机 4 的转速下降时,旋 翼 1和旋翼3对机身的反扭矩大于旋翼2和旋翼4对机身的反扭矩,机 身便在富余反扭矩的作用下绕 z轴转动,实现飞行器的偏航运动, 转向与电机 1、电机3的转向相反。