多旋翼无人机理论分析 共29页

第一章：概述
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）。
四轴旋翼飞行原理 （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பைடு நூலகம்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。）
第一章：概述
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）。
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。
多旋翼无人机理论培训
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
第一章：概述
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。
多旋翼飞行器的飞行原理
2.1结构形式：
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。结构形式如图1.1 所示。（以十字型为例）
2.2工作原理：
四旋翼飞行器通过调节四个电机转速来改变旋 翼转速，实现升力的变化，从而控制飞行器的姿态 和位置。四旋翼飞行器是一种六自由度的垂直升降 机，但只有四个输入力，同时却有六个状态输出， 所以它又是一种欠驱动系统。
四轴旋翼飞行原理
（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。
多旋翼部件（以四轴为例）
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 电池
充电器
结构件：机架
四轴旋翼飞行原理 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。
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 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）。
（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。
四轴旋翼飞行原理
（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。
（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。
旋翼机飞控的安装调 试
1.零度双子星产品介绍 产品清单
第四章 航拍旋翼机飞 行
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。