無人機組裝與調(diào)試 課件 項目1任務(wù)7 多旋翼無人機飛行測試與故障檢測

多旋翼無人機飛行測試與故障檢測任務(wù)七經(jīng)過前面多個子系統(tǒng)的組裝與調(diào)試，我們已經(jīng)完成了一架多旋翼無人機整機組裝與調(diào)試工作，但是在產(chǎn)品正式交付前需要對無人機進行飛行測試與故障檢測。測試的主要目的是驗證無人機的穩(wěn)定性與操控性是否滿足交付性能要求，本任務(wù)需要我們按照測試步驟與要求逐步逐項完成。進行測試任務(wù)時，需要小組組長根據(jù)飛行測試要求，安排組內(nèi)成員對已經(jīng)組裝調(diào)試好的無人機，按照飛行前檢查、室內(nèi)測試、室外測試及故障檢測的步驟進行，確保產(chǎn)品交付前能夠滿足客戶要求。任務(wù)導(dǎo)入知識目標(biāo)技能目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握飛行測試的內(nèi)容與步驟；2.了解飛行測試前檢查的項目與要求；3.了解飛行測試常見故障原因與解決方法。1.能夠完成飛行前測試準(zhǔn)備；2.能夠完成飛行測試參數(shù)調(diào)整；3.能夠完成飛行測試數(shù)據(jù)記錄與整理。1.通過任務(wù)驅(qū)動小組配合，提升團隊合作精神；2.通過環(huán)境檢查與應(yīng)急預(yù)案制定，培養(yǎng)遵紀(jì)守法與安全操作的職業(yè)操守；3.通過任務(wù)強化提升訓(xùn)練，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的探究精神。任務(wù)分析多旋翼無人機飛行測試與故障檢測，需要我們首先掌握飛行測試的內(nèi)容與流程，按照步驟完成多系統(tǒng)檢測，根據(jù)飛行測試反饋對參數(shù)進行動態(tài)調(diào)整。最終通過飛行前檢查、室內(nèi)測試、室外測試以及故障檢測等環(huán)節(jié)完成多旋翼無人機的飛行測試與故障檢測。飛行測試基礎(chǔ)知識多旋翼無人機飛行測試飛行測試常見故障原因與解決方法PART01PART02PART03目錄01PartOne飛行測試基礎(chǔ)知識無人機飛行測試是無人機完成組裝調(diào)試后交付客戶前的必要環(huán)節(jié)，通過飛行測試與調(diào)整可以使無人機達到最優(yōu)狀態(tài)。飛行測試目的常見飛行測試流程室內(nèi)安全檢查室外測試環(huán)境選擇室外測試應(yīng)急措施準(zhǔn)備室外飛行穩(wěn)定性測試其他飛行性能測試飛行前狀態(tài)檢查飛行參數(shù)調(diào)整測試數(shù)據(jù)記錄整理無人機操控員在實施飛行測試計劃前，應(yīng)當(dāng)做好無人機飛行測試時的應(yīng)急處理預(yù)案。飛行測試應(yīng)急處理措施無人機飛行測試應(yīng)急處理措施是指無人機飛行測試過程中，突然發(fā)生直接或間接危及安全時，進行的緊急處理措施。02PartTwo多旋翼無人機飛行測試檢查機身是否有裂紋，飛行平臺部件是否連接緊固。檢查機臂與電機安裝座安裝位置是否正確，螺釘是否緊固。檢查腳架是否連接緊固，腳架三通有無松動或損壞。檢查電池倉安裝是否正確，螺釘是否緊固。檢查中心板安裝是否正確，螺釘是否緊固。12345室內(nèi)安全檢查飛行平臺檢查檢查電池是否有鼓包、漏液和破損現(xiàn)象，線纜是否完好；檢查電池電量是否充足，電芯之間壓差是否在合理范圍內(nèi)；檢查電池安裝位置是否合理，是否安裝緊固。電池檢查檢查螺旋槳位置與轉(zhuǎn)向是否正確，安裝是否緊固；檢查螺旋槳是否完整，有無裂縫和破損。螺旋槳檢查檢查電機安裝是否緊固，螺釘有無松動；檢查電機是否存在卡頓；檢查電機軸是否彎曲變形；電機檢查檢查電調(diào)外觀、線纜和插頭否完好；檢查電調(diào)與分電板、電機、接收機各個接口之間連接是否緊固，焊接部分是否存在虛焊；無人機通電，檢查電調(diào)提示音是否正常。電調(diào)檢查室內(nèi)安全檢查動力系統(tǒng)檢查飛行測試前，進行動力系統(tǒng)室內(nèi)檢查時如發(fā)現(xiàn)螺旋槳有裂縫和破損現(xiàn)象時，應(yīng)該怎樣做，為什么？思考提問隨堂互動通電后，檢查接收機與遙控器指示燈是否正常。4檢查接收機天線是否固定，螺旋槳轉(zhuǎn)動時是否會對其造成損壞。2檢查遙控器設(shè)置是否正確，電量是否充足，各檔位是否處在正確位置，各搖桿微調(diào)是否歸零。3檢查接收機安裝是否緊固，連線是否正確。1室內(nèi)安全檢查通訊系統(tǒng)檢查檢查安裝位置是否遠離電機、電調(diào)、云臺等設(shè)備，是否遠離大電流供電線、分電線路板等容易產(chǎn)生電磁干擾的部件，是否遠離具有大功率輻射能力的無線電收發(fā)設(shè)備；檢查支架安裝位置是否正確與緊固，箭頭與飛行器機頭方向是否一致。GPS模塊檢查檢查蜂鳴器安裝位置是否正確，安裝是否緊固。蜂鳴器檢查檢查主控模塊安裝位置是否合理，附近有無供電導(dǎo)線、電機和云臺等設(shè)備，是否安裝減震板，安裝方向是否合理，箭頭指向是否與機頭方向一致；檢查各組件接線是否正確，插頭是否松動或接觸不良。主控模塊檢查檢查電流計安裝是否正確，連接是否緊固。電流計檢查室內(nèi)安全檢查飛控系統(tǒng)檢查多旋翼無人機在進行室外飛行測試前，需要首先進行飛行測試區(qū)域選擇。選擇時應(yīng)避免在人口與植被稠密、空間狹小、電磁干擾強烈等環(huán)境。同時，應(yīng)提前了解當(dāng)?shù)胤煞ㄒ?guī)，確認(rèn)飛行區(qū)域不在禁飛區(qū)、限飛區(qū)等區(qū)域。避免在大風(fēng)、潮濕、雨雪、極寒、酷熱等極端天氣環(huán)境下進行測試。室外飛行測試測試環(huán)境通過小組討論的形式，分析極端天氣和環(huán)境下進行無人機飛行會產(chǎn)生哪些影響?小組討論隨堂互動無人機飛行測試時應(yīng)做好應(yīng)急處理措施預(yù)案。當(dāng)出現(xiàn)異常情況時，需保持冷靜，觀察無人機狀態(tài)，根據(jù)預(yù)案及時做出判斷和決策。室外飛行測試室外測試應(yīng)急預(yù)案室外飛行測試室外測試飛行前檢查室外測試飛行前檢查主要包括室外測試飛行前檢查主要包括檢查磁羅盤航向角是否正確檢查機架類型是否選擇正確確認(rèn)飛行模式為定高模式檢查遙控器所有通道反饋是否正常檢查飛行器外觀檢查遙控器電池與無人機電池電量是否充足檢查地平儀反饋是否正常檢查接收衛(wèi)星數(shù)量是滿足要求室外飛行測試飛行穩(wěn)定性測試飛行穩(wěn)定性測試是為了測試無人機懸停時保持姿態(tài)穩(wěn)定的能力。一般測試流程為先起飛無人機，在一定高度保持懸停后不進行遙控器操控動作。此時，觀察無人機飛行姿態(tài)，有無抖動與漂移，記錄懸停精度數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)與測試時無人機狀態(tài)再對飛控參數(shù)進行調(diào)整。手動PID調(diào)參手動調(diào)參是通過飛行測試不斷調(diào)整飛控參數(shù)，直至參數(shù)滿足最優(yōu)飛行狀態(tài)，此方法操作難度較大。自動調(diào)參自動調(diào)參一般是通過飛行測試飛控自行進行參數(shù)調(diào)整，至參數(shù)滿足最優(yōu)飛行狀態(tài)，此方法相對簡單便捷。飛控參數(shù)調(diào)整與測試方法一般可分為手動PID調(diào)參和自動調(diào)參兩種。室外飛行測試飛控參數(shù)調(diào)整與測試PID含義：P（比例控制）：控制飛控修正補償頻率。P越高飛控在更小的傾斜角度開始修正，同時增加修正次數(shù)。P較大時會產(chǎn)生持續(xù)抖動。I（積分控制）：控制飛控修正補償?shù)膹姸?。改變飛控修正到位的速度快慢，I值越高修正速度越快。D（微分控制）：控制飛控修正補償?shù)姆?。通過改變飛控修正的角度大小實現(xiàn)，P值減少會產(chǎn)生抖動，一定程度降低無人機響應(yīng)速度，但是能夠增加姿態(tài)穩(wěn)定性。知識拓展隨堂互動需要測試無人機前、后、左、右與偏航這幾個基礎(chǔ)飛行動作。飛行動作測試穩(wěn)定性續(xù)航時間抗風(fēng)能力耐高溫高速飛行性能測試室外飛行測試其他飛行性能測試耐低溫飛行狀態(tài)追溯根據(jù)飛行記錄表信息，可進行飛行情況分析，進而合理優(yōu)化飛行參數(shù)。飛行情況分析可根據(jù)飛行器飛行數(shù)據(jù)，進行飛行器性能平衡與把控。飛行器性能分析飛行測試后數(shù)據(jù)記錄與整理可根據(jù)飛行記錄表記錄信息，對往期飛行狀態(tài)進行查看。飛行測試后數(shù)據(jù)記錄與整理的重要性飛行測試后數(shù)據(jù)記錄與整理飛行測試后數(shù)據(jù)記錄與整理表序號項目概況1天氣晴朗，氣溫25℃2風(fēng)力2級風(fēng)3地面站版本1.3.774固件版本V3.6.125飛行參數(shù)

6穩(wěn)定性無人機定高模式、留待模式無人機懸停狀態(tài)穩(wěn)定。7飛行操控性滾轉(zhuǎn)、俯仰、偏航、油門控制良好；定高模式、留待模式控制正常。8續(xù)航時間續(xù)航時間14min；（起飛電壓16.8V，降落電壓14.8V）9電池型號4S、5000mah10遙控器電壓起飛電壓8.4V，降落電壓8.2V。11飛行平臺狀態(tài)機臂、機身、腳架、螺旋槳、航電設(shè)備等。03PartThree飛行測試常見故障原因與解決方法解決方法：下載官方發(fā)布的固件，避免使用其他途徑下載的固件。固件錯誤飛控指示燈顯示故障解決方法：將飛控斷電，重新插穩(wěn)。SD卡未插緊飛控中央的指示燈如果顯示紅色，原因及解決方法如下：解決方法：可在地面站中的飛行數(shù)據(jù)菜單查看報錯信息，根據(jù)報錯內(nèi)容進行參數(shù)修正。此外，加速度計和磁羅盤未校準(zhǔn)，也會顯示故障。飛控?zé)o法解鎖0102解決方法：在地面站“遙控器校準(zhǔn)”界面檢查油門、方向舵通道與遙控器通道動作情況是否一致，若不一致說明通道反向，需要在地面站“遙控器校準(zhǔn)”界面或遙控器中設(shè)置反相，隨后重新進行校準(zhǔn)。03由于室內(nèi)GPS信號弱，當(dāng)無人機飛行模式為定點或者留待模式時，飛控需要搜索到GPS信號才能解鎖。解決方法：在室內(nèi)測試解鎖時，需要將飛行模式切換為自穩(wěn)或定高等無需GPS參與定位的飛行模式。04解決方法：無人機可以設(shè)置是否需要安全開關(guān)，如果設(shè)置了安全開關(guān)功能，遙控器解鎖前須先解鎖安全開關(guān)，等待安全開關(guān)指示燈由紅色閃爍變?yōu)榧t燈常亮后才可解鎖遙控器。05解決方法：油門搖桿最低，同時方向通道搖桿最右保持三秒才能完成解鎖飛控。當(dāng)遙控器搖桿未校準(zhǔn)，會導(dǎo)致飛控?zé)o法解鎖。此時，需要通過地面站中的遙控器校準(zhǔn)，使飛控識別到遙控器各通道最大行程量。飛控?zé)o法解鎖的常

見原因及解決方法飛控故障通道設(shè)置反向室內(nèi)測試解鎖時未選擇正確的飛行模式未解鎖安全開關(guān)遙控器搖桿未校準(zhǔn)解鎖后，若某個電機在推升油門后才開始轉(zhuǎn)動，說明與該電機相連的電調(diào)未進行油門行程校準(zhǔn)，需要對該電調(diào)進行油門行程量校準(zhǔn)。解鎖后電機啟轉(zhuǎn)不同步通電后電機發(fā)出滴滴響聲，表示電調(diào)的工作頻率與飛控的輸出信號頻率不一致。此時需要進行電調(diào)油門校準(zhǔn)。若無法校準(zhǔn)電調(diào)，可能由于遙控器的油門通道輸出值過高，導(dǎo)致電調(diào)無法識別遙控器油門行程量，進而產(chǎn)生滴滴響報警聲。解決方法：微調(diào)油門，降低油門最低值，然后重新校準(zhǔn)遙控器，最后通電進行電調(diào)油門校準(zhǔn)。電機發(fā)出滴滴響聲電機轉(zhuǎn)向錯誤、螺旋槳安裝位置錯誤等因素均會導(dǎo)致無人機發(fā)生側(cè)翻。解決方法：認(rèn)真檢查電機轉(zhuǎn)向、螺旋槳安裝方向。無人機發(fā)生側(cè)翻其他常見故障原因與解決方法多旋翼無人機飛行測試與故障檢測任務(wù)實施任務(wù)實施1.檢查設(shè)備與物料是否齊備，詳見《任務(wù)實施檢查單》；2.觀看微課，學(xué)習(xí)多旋翼無人機飛行測試與故障檢測視頻。任務(wù)準(zhǔn)備班級姓名學(xué)號組號組長指導(dǎo)教師小組成員姓名：學(xué)號：任務(wù)分配成員1成員2成員3成員4序號名稱型號/材質(zhì)數(shù)量是否齊全1多旋翼無人機碳纖維1架是否2遙控器AT9SPro1臺是否3電腦——1臺是否4數(shù)據(jù)線Type-A1根是否52mm內(nèi)六角螺絲刀——1把是否62.5mm內(nèi)六角螺絲刀2S1把是否任務(wù)操作步驟表序號操作步驟名稱1飛行測試前準(zhǔn)備2飛行平臺檢查3動力系統(tǒng)檢查4通訊系統(tǒng)檢查5飛控系統(tǒng)檢查6測試環(huán)境檢查7室外測試應(yīng)急預(yù)案制定8飛行前檢查9飛行穩(wěn)定性測試10飛控自動調(diào)參設(shè)置11飛控自動調(diào)參12飛控參數(shù)手動微調(diào)13其他飛行性能測試14飛行測試后數(shù)據(jù)記錄與整理步驟1-6：準(zhǔn)備及各系統(tǒng)檢查準(zhǔn)備及各系統(tǒng)檢查步驟2：飛行平臺檢查檢查機臂、電機座、腳架、電池倉、中心板等安裝是否正確，螺釘是否緊固。步驟4：通訊系統(tǒng)檢查接收機檢查：查看接收機指示燈是否為紫色長亮。遙控器檢查：打開遙控器查看屏幕是否顯示通訊信號。步驟6：測試環(huán)境檢查觀測天氣是否為大風(fēng)、潮濕、雨雪、極寒、酷熱等極端天氣環(huán)境；檢查測試地點是否無人、空曠、合法、無電磁干擾。步驟1：飛行測試前準(zhǔn)備檢查設(shè)備與工具是否齊全，電腦是否已安裝飛控調(diào)參軟件。步驟3：動力系統(tǒng)檢查檢查電機、電調(diào)、螺旋漿、電池各項狀態(tài)是否符合試飛要求。步驟5：飛控系統(tǒng)檢查檢查飛控、GPS、電流計、蜂鳴器狀態(tài)是否正常。①測試前應(yīng)提前選擇好起降點和備降點；②測試前應(yīng)確保周圍無其他人員才可起飛；③測試過程中需要時刻關(guān)注無人機飛行狀態(tài)，及時觀察無人機狀態(tài)，盡快做出準(zhǔn)確判斷并實施迫降。步驟7：室外測試應(yīng)急預(yù)案制定再次檢查無人機各部件安裝是否正確。將無人機放置在距離操控手15米以外的位置，首先打開遙控器，再接通無人機電源。觀察LED指示燈顏色變化，等待無人機自檢完成。步驟8：飛行前檢查②輕推油門，起飛后保持一米高度進行懸停測試（無風(fēng)環(huán)境，觀察無人機是否有明顯高度變化或漂移現(xiàn)象，若飛行器狀態(tài)穩(wěn)定可進行下一步測試）；④記錄懸停和操控飛行數(shù)據(jù)。①飛行模式設(shè)置在定高模式，解鎖啟動后，查看螺旋槳轉(zhuǎn)向；③分別對橫滾、俯仰、偏航、升降通道進行飛行操控，觀察飛行器狀態(tài)是否穩(wěn)定，飛行軌跡與遙控器動作是否一致。步驟9：飛行穩(wěn)定性測試③將遙控器第七通道選擇為“autotune”，八通道選擇為“savetrim”；①設(shè)置遙控器七通道觸發(fā)開關(guān)為“SwA”，八通道為“SwB”；②然后打開地面站軟件，點擊“連接飛控”，進入“配置調(diào)試”界面后點擊“擴展調(diào)參選項”；⑤截屏保存PID參數(shù)設(shè)置界面（如果自動調(diào)參后參數(shù)不合適，方便改回原參數(shù)）；步驟10：飛控自動調(diào)參設(shè)置⑥點擊“初始設(shè)置”→點擊“遙控器校準(zhǔn)”→重新校準(zhǔn)遙控器所有操控桿。④點擊“寫入?yún)?shù)”；步驟11：飛控自動調(diào)參序號步驟內(nèi)容1無人機通電，等待飛控自檢完成（綠燈慢閃）；2切換遙控器模式開關(guān)至“定高模式”，然后撥動“SwA”開關(guān)，關(guān)閉自動調(diào)參功能（一般設(shè)置撥桿開關(guān)推到最上為關(guān)閉狀態(tài)）；3使用遙控器解鎖飛控完成起飛，將無人機懸停至安全高度（約2米位置）；4撥動“SwA”開關(guān)，打開自動調(diào)參功能，無人機開始自動調(diào)參。整個過程持續(xù)約15分鐘左右，觀察無人機在橫滾、俯仰、偏航方向上的擺動情況。當(dāng)無人機不再擺動時，自動調(diào)參完成；5在定高模式下控制無人機降落，無人機飛控加鎖，參數(shù)將自動保存；6連接地面站軟件→點擊“配置調(diào)試”→點擊“擴展調(diào)參”，查看PID參數(shù)并記錄目前的參數(shù)數(shù)據(jù)。7點擊“配置調(diào)試”→點擊“擴展調(diào)參”→設(shè)置關(guān)閉七通道。⑥點擊“配置調(diào)試”→點擊“擴展調(diào)參”→設(shè)置關(guān)閉八通道。⑤將遙控器微調(diào)開關(guān)全部歸零；②使用遙控器解鎖起飛，將無人機懸停在安全高度（大約2米位置）；①切換遙控器模式開關(guān)至“定高模式”，然后撥動“SwB”開關(guān)，關(guān)閉自動微調(diào)功能（一般設(shè)置撥桿開關(guān)推到最上為關(guān)閉狀態(tài)）；步驟12：飛控參數(shù)手動微調(diào)③撥動“SwB”開關(guān)，打開自動微調(diào)功能，觀察無人機飛行姿態(tài)。當(dāng)無人機產(chǎn)生漂移時，使用遙控器微調(diào)開關(guān)，調(diào)整至飛行器再出現(xiàn)前后左右方向平移；④控制無人機降落，在動微調(diào)功能狀態(tài)下，對無人機手動上鎖，微調(diào)參數(shù)將自動保存；010203040506無人機解鎖起飛后，分別測試無人機前進、后退、左平移、右平移、轉(zhuǎn)向等基礎(chǔ)飛行動作與高速飛行穩(wěn)定性、續(xù)航時間、抗風(fēng)能力等性能數(shù)據(jù)。步驟13：其他飛行性能測試步驟14：飛行測試后數(shù)據(jù)記錄與整理序號項目情況1天氣2風(fēng)力3地面站版本4固件版本5飛控PID參數(shù)6穩(wěn)定性7飛行操控性8續(xù)航時間9電池型號10遙控器電壓11飛行平臺狀態(tài)

在了解飛行測試基礎(chǔ)知識、學(xué)習(xí)多旋翼無人機飛行測試室內(nèi)安全檢查、室外飛行測試、飛行測試后數(shù)據(jù)記錄與整理的理論知識，掌握飛行測試常見故障原因與解決方法的基礎(chǔ)上。檢查設(shè)備與物料是否齊備，檢查各部件外觀是否有損壞，并填寫《任務(wù)實施檢查單》。觀看微課，學(xué)習(xí)多旋翼無人機飛行測試與故障檢測視頻，并嚴(yán)格按照無人機飛行測試與故障檢測實訓(xùn)任務(wù)操作步驟進行無人機飛行測試與故障檢測，測試完成后，對飛行測試數(shù)據(jù)進行記錄和整理。實訓(xùn)練習(xí)任務(wù)實施評價序號實施流程操作內(nèi)容要點是否完成1飛行測試前準(zhǔn)備檢查飛行測試設(shè)備、配件是否齊全，電腦是否已經(jīng)安裝飛控調(diào)參軟件。是否2飛行平臺檢查檢查機臂、電機安裝座、腳架、電池倉、中心板安裝是否正確，螺釘是否緊固。是否3動力系統(tǒng)檢查檢查電機、電調(diào)、螺旋漿、電池各項狀態(tài)是否符合試飛要求。是否4通訊系統(tǒng)檢查檢查接收機指示燈閃爍是否為為紅燈長亮；檢查遙控器屏幕是否顯示通訊信號。是否5飛控系統(tǒng)檢查檢查飛控、GPS、電流計、蜂鳴器、接收機狀態(tài)是否正常。是否6測試環(huán)境檢查觀測氣象條件是否為大風(fēng)、潮濕、雨雪、極寒、酷熱等極端狀況；檢查測試地點是否無人、空曠、合法、無電磁干擾。是否7室外測試安全措施準(zhǔn)備起降點與備降點是否選已經(jīng)選取完畢。是否8飛行前檢查將無人機放置在距離操控手15米以外，先打開遙控器，再給無人機通電，觀察LED燈，無人機自檢完成。是否9飛行穩(wěn)定性測試起飛后保持懸停，觀察懸停穩(wěn)定性，無人機有無抖動，測試各個舵面的反應(yīng)，記錄數(shù)據(jù)。是否10飛控自動調(diào)參設(shè)置完成進行自動調(diào)參設(shè)置。是否11飛控自動調(diào)參使用飛控自動調(diào)參功能將無人機調(diào)整至姿態(tài)穩(wěn)定。是否12飛控參數(shù)手動微調(diào)使用手動微調(diào)，通過遙控器微調(diào)