多旋翼无人机技术基础课件

格式：pptx
大小：389.76 KB
文档页数：1

下载文档原格式

多旋翼无人机技术基础课件第六章PPT演示课件

输入（激励）输出（响应）
结构动力系统
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。
多旋翼无人机振动的类型（4）
4．按照系统振动的运动规律分类（1）周期振动：振动量（如位移、速度、加速度等）是
时间的周期函数。
（2）简谐振动：振动量为时间的正弦或余弦函数的周期
振动，是最简单的周期振动。

（3）非周期振动和瞬态振动：非周期振动的振动量是
时间的非周期函数，如果这种振动只在很短的时间内存在，则称为瞬态振动。
多旋翼无人机技术基础（6）
符长青博士
多旋翼无人机结构动力学的定义
多旋翼无人机结构动力学是一门在多旋翼无人机设计中受到普遍重视且仍处于不断发展中的学科，它主要研究多旋翼无人机结构的强迫振动、自由振动和动稳定性，不考虑空气动力与结构的弹性力、阻尼力和惯性力之间的相互作用，如果涉及空气动力，也只把它作为与结构振动运动无关的外力对待，结构动力学是研究气动弹性响应的基础。（1）结构（2）振动（3）结构动力系统（4）振动固有特性
（4）随机振动：振动量不是时间的确定性函数，因而不
能预测，只能用概率统计的方法进行研究。
多旋翼无人机振动的类型（5）
5．按照系统结构参数的特性分类（1）线性振动：线性振动是系统内的恢复力、阻尼
力和惯性力分别与振动位移、速度和加速度成线性关系的振动，可用常系数线性微分方程来描述。线性振动叠加原理成立，系统自由振动的频率及模态是系统所固有的，其特性不随时间改变。

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。
17
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。
18
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。
19
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。

多旋翼无人机简介ppt课件

机架
Q250
F450
S500
F550
飞越650
飞越T810
大疆s900
某1200
电机
郎宇x2212 kv 980
大疆 2312 kv 980
T-motor 3508 kv 380
蝎子4025 kv 1100
飓风U7 kv490
Kontronik电机规格未知
电机标识解释
外转子永磁无刷电机。
数字前两位表示电机电机定子的直径，后两位表示定子的高度
2机标识解释kv无刷电机kv值定义为转速伏意思为输入电压增加1伏特无刷电机空转转速增加的转速值外转子永磁无刷电机数字前两位表示电机电机定子的直径后两位表示定子的高度螺旋桨apc1047tm2892碳纤维桨乾丰电动木桨螺旋桨标识解释数字前两位代表长的直径后两位表示桨角几何螺距顺时针cw逆时针ccw螺距电池3s11mah 25C
S：串联 P：并联 mah：容量，即多少毫安可放电多少小时 C：放电倍率
郎宇x2212 kv980电机力效
tmU7电机 kv490 电机力效表
电子调速器（电调）
好盈乐天20A电调
好盈天行者40A电调
飞控基本工作原理
姿态：描述一个刚体坐标系和参考坐标系之间的角度位置关系。也就是pitch（俯仰）、YAW（航向）、 ROLL（横滚）。
航模零部件基本认识及多旋翼组装原理
什么是多旋翼?
多旋翼飞行器又叫多轴飞行器；它有三个或三个以上的独立动力系统来进行各种控制动作，不同于单旋翼，多旋翼机械结构简单，只需要协调电机之间的转速即可实现控制。系统高度智能，飞行器姿态保持能力较高，具有非常广阔的使用领域和研究价值。
认识多旋翼的各个部件

多旋翼无人机技术基础第4章

多旋翼无人机动力装置
4.1.2 多旋翼无人机动力装置的组成组成多旋翼无人机动力装置的主要部件或系统取决于所采用发动机的类型。 1.直流电动机及其附件和系统为多旋翼无人机提供动力的电动机类型主要有无刷直流电机和空心杯有刷直流电机两种。
多旋翼无人机动力装置
1)无刷直流电机系统多旋翼无人机采用无刷直流电机作为发动机，其动力装置由5部分构成。 (1)无刷直流电机:无刷直流电机属于外转子电机，没有电刷。 (2)电调:电调全称为电子调速器(ESC),主要作用是控制电机的转速。 (3)电池:电池用来给电机供电，多旋翼无人机常用的电池有聚合物锂电池.燃料电他等
多旋翼无人机动力装置
4.2.3 有刷直流电机 1.有刷直流电机的基本结构有刷直流电机是内含电刷装置的、将电能转换成机械能(电动机)或将机械能转换成电能(发电机)的旋转电机(如图4-4所示)。
2.有刷直流电机的工作原理有刷直流电机工作时,线團和换向器旋转，磁钢和碳刷不转，线圈电流方向的交替变化是随电机转动的换相器和电刷来完成的。
多旋翼无人机动力装置
(3)拖动特性:运行稳定性十分可靠，转速的波动很小，作为微电机,其转速波动能够控制在2%以内。
(4)能量密度特性:空心杯电机的能量衛度大幅度提高，与同等功率的有铁芯电动机相比，其重量、体积减轻了1/3~1/2.
多旋翼无人机动力装置
3. 空心杯电机在微型多旋翼无人机上的应用由于空心杯电动机克服了有铁芯电动机不可逾越的技术障碍，而且其突出的特点集中在电动机的主要性能方面，使其具备了广阔的应用领域。尤其是随着工业技术的飞速发展，对电动机的伺服特性不断提出更高的期望和要求，使空心杯电动机在很多应用场合拥有不可替代的地位。
多旋翼无人机动力装置

多旋翼无人机入门实践 ppt课件

ppt课件
4
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
ppt课件
5
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
ppt课件
1
目录
contents
01 基本组成飞行原理 02
03 飞行控制系统实操 04
ppt课件
2
01
基本组成
ppt课件
3
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。
ppt课件
13
03
飞行控制系统
ppt课件
14
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。

多旋翼无人机技术基础第1章

2.反馈控制所谓反馈就是指在完成控制的过程中，收集行动效果的响应信息,并把其响应同日的要求相比较进行工作的调整。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时，控制过程便完成了; 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。
概述
5.伯努利方程伯努利定律的实质是流体的机械能守恒，即动能+重力势能十压力势能=常数。其最为著名的推论为:等高流动时，流速大，压力就小。空气的密度是很容易随压强(压力)而改变的，但是当空气流速不大时，由流速引起的压强变化还不足以使空气的密度有显著的变化，这样的流动称为不可压缩流动。
概述
概述
2.牛顿三大运动定律 (3) 牛顿第三运动定律两个物体之间的作用力和反作用力，在同一直线上，大小相等，方向相反。牛顿第三运动定律也称为作用力与反作用力定律。
概述
3.动能、势能和压力 (1)动能。动能是指物体囚运动而具有的能量。动能是能量的一种，数值上F一mu /2，公式中E为动能，m 为物体的质量，v为速度。它在国际单位制下单位是焦F(J)。动能具有瞬时性，是指力在个过程中对物体所做的功等丁在这个过程中动能的变化。动能是状态量，无负值。动能定理:运动质点的动能的增量等于其他物体对它所做的功。动能定理一般只涉及物休运动的始末状态，通过运动过程中做功时能的转化求出始术状态的改变量。但是总的能是遵循能量守恒定律的，能的转化包括动能、势能、热能、光能等能量的变化。
概述
1.1与多旋翼无人机相关的基本概念
1.1.1 基本的物理概念和定律 1. 速度和加速度 (1)速度。平均速度是指运动物体通过的一段位移和所用时间的比值，即v=s/t,常用单位为米/ 秒，公式中D为速度,s为位移，t为时间。运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度，称为瞬时速度，平时人们所说的速度大多是指瞬时速度。速度是有方向的，所以是矢量。 (2)加速度。加速度即速度的改变率，是指运动物体速度的变化量0v与发生这一变化我:所用时间0l的比值，即a=Av/At，常用单位为米/(秒，秒)，公式中a为加速度。加速度是矢量，它的方向是运动物体速度变化(量)的方向，与外力的合力方向相同。如果加速度是负数，则代表减速。

无人机操控技术课件第3章飞行原理与性能第5节多旋翼基础知识

要完全杜绝和排除此类问题也比较困难，因为现有小尺度的多旋翼，几乎100%时开环结构，无法检测到每个电机是否转速正常。
5.2.3 动力系统—电调
建议最基础测试电机与电调兼容性的方案：在地面拆除螺旋桨，姿态或增稳模式启动，启动后油门推至50%，大角度晃动机身、快速大范围变化油门量，使飞控输出动力。仔细聆听电机转动声音，并测量电机温度，观察室否出现缺相。在调试前，用遥控器设置电调时，需要接上电机。
5.3 多旋翼气动布局—Y字型、H字型
Y型
优点：动力组较少，成本低；外形炫酷，前方视线开阔。
缺点：尾旋翼需要使用一个舵机来平衡扭矩，增加了机械复杂性和控制难度。
H型
H型比较容易设计成折叠结构，且拥有X型相当的特点。
5.3 多旋翼气动布局—4\6\8旋翼
单纯从气动效率出发，旋翼越大，效率越高，同样起飞重量的4轴飞行器比8轴飞行器的效率高，故轴数越多载重能力不一定越大。
一般锂聚合物电池上都有2组线。1组是输出线（粗，红黑各1根）；1组是单节锂电引出线（细，与S数有关），用以监视平衡充电时的单体电压。
多轴飞行器飞行中，图像叠加OSD信息显示的电压一般为电池的负载电压。
5.2.3 动力系统—电池
锂电池在使用时必须串联才能达到使用电压需要，因此聚合物电池需要专用的充电器，尽量选用平衡充电器。根据充电原理的不同分为串型式平衡充电器和并行式平衡充电器。并行式平衡充电器使被充电的电池块内部每节串联电池都配备一个单独的充电回路，互不干涉，毫无牵连。
5.2.2 飞控系统—飞控软件
飞控
基本情况
优点
缺点
KK飞控
开源，只使用三个成本低廉
的单轴陀螺
价格便宜，硬件结构简单

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

（2）无人机飞行管理的分类：共分为七类（3）无须证照管理的无人机
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
多旋翼无人机的发展历程
1．探索阶段：上世纪90年代初之前 2．奠基阶段：上世纪90年代初至2005年 3．起步阶段：从2005年至2010年 4．大发展阶段：从2010年至今
3．多旋翼无人机的定义
多旋翼无人机的英文为Multirotor Unmanned Aircraf无人机或多旋翼无人直升机。
多旋翼无人机系统及其飞行机组
1．多旋翼无人机系统的定义
多旋翼无人机系统包括旋翼机系统、地面系统、任务载荷和综合保障系统。
（1）管制空域
（2）监视空域
（3）报告空域
无人机飞行空域划分和分类管理
（1）无人机飞行空域划分
①视距内运行（Visual Line of Sight operations，VLOS） ②超视距运行（Extended VLOS，EVLOS） ③融合空域 ④隔离空域 ⑤人口稠密区 ⑥重点地区 ⑦机场净空区
（3）以共轴发动机数量划分（4）以旋翼能否倾转划分
多旋翼无人机的用途
（1）石油开发服务、输油管路监测和安全保护。（2）消防部门的火情探查、监视、消防灭火、消防抢险、灾害救援。（3）林业部门的护林防火、播种和病虫害防治。（4）物流快递公司送货。（5）交通部门道路交通检测、疏导与控制，海港接送引航员服务。（6）电力部门的输电线路建设、巡查和维护。（7）新闻及电影摄制的航空摄像及照相。（8）农牧业的农作物监测、喷洒农药、牧群监测与驱赶。（9）海岸警卫的海面搜寻、海岸巡逻、海界标监测。（10）环保部门的环境污染及土地状况监测。（11）海关与税收部门的非法走私监视、边界巡逻。（12）海洋渔业部门的渔业保护、海洋资源调查。（13）地方政府的大气参数采集与检测、分析，灾害普查、抢险和救援。（14）警察部门的反恐、失踪人员搜寻、落水人员救生、安全与突发事件现场处理。（15）普查机构的地理、地质、考古勘定。（16）河道管理部门的水路和水情监测、洪水与污染控制。（17）水务部门的水务与水管道监测、维护。
多旋翼无人机市场商机无限
（1）娱乐功能（2）航拍功能（3）搜寻功能（4）物流功能（5）消防功能（6）警用功能（7）植保功能（8）巡测及其他功能（9）交通运输功能
国内外发展现状的对比分析
（1）人才培养
①全国航空模型比赛。 ②亚太机器人国内选拔赛。 ③中国智能机器人大赛。 ④全国大学生机器人电视大赛。 ⑤中国教育机器人大赛。 ⑥全国青少年科普竞赛。 ⑦ABB杯自动化大赛。 ⑧中国机器人大赛。
2．系统论的基本理论
（1）整体的功能不等于各部分功能之总和（2）系统的结构决定系统的功能（3）动态观点（4）最优化观点
控制论的基本概念
1．控制和控制论的定义控制是施控者作用于受控对象的一种主动行为，使受控
对象按照施控者的意愿行动。
2．反馈控制所谓反馈就是指在完成控制的过程中，收集行动效果的
（2）软件技术（3）硬件成本
多旋翼无人机典型案例
1．TXJ-ZB-01植保型油动变距多旋翼无人机 2．大疆精灵3电动四旋翼无人机 3．“亿航184”载人多旋翼飞行器 4．德国e-volo载人多旋翼飞行器 5．载人多旋翼飞行器的其他案例
（1）荷兰（2）匈牙利Bay Zoltan研究所（4）美国MA公司（5）英国的无人机玩家用54个螺旋桨打造一款载人多旋翼飞行器
多旋翼无人机技术基础（1）
符长青博士
与多旋翼无人机相关的基本概念
1．速度和加速度 2．牛顿三大运动定律 3．动能、势能和压力 4．空气属性 5．伯努利方程 6．飞行器、飞行力学和空气动力学 7．自动控制和自动控制系统 8．微机电系统（MEMS）
系统论的基本概念
1．系统的分类
（1）自然系统（2）人造系统（3）复合系统（4）静态系统与动态系统（5）封闭系统与开放系统（6）实体系统与虚拟系统
6．“蓝鲸”倾转四旋翼飞行器
民用航空空域划分
（1）飞行情报区（2）管制空域
① A类空域 ② B类空域 ③ C类空域 ④ D类空域
（3）禁区（4）限制区（5）危险区（6）航路（7）航线
低空空域划分
民用航空飞行高度一般在6000米以上。低空空域指的是 1000米以下的飞行区域。我国已经开放低空空域，将低空空域开放给广大老百姓的私人飞行器（包括有人驾驶和无人驾驶的飞行器）使用，以发展繁荣我国的航空业。低空空域划分为三类：

多旋翼无人机技术基础课件

合集下载