旋翼無人機(jī)維修高級試題

一、選擇題（每題3分，共60分）1.對于多旋翼無人機(jī)，在不改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的情況下，要提高螺旋槳產(chǎn)生的升力，可采取的措施是（）A.增加螺旋槳直徑B.減小螺旋槳螺距C.改變螺旋槳材質(zhì)D.增加電機(jī)電流答案：A2.無人機(jī)飛控中的磁力計(jì)主要用于（）A.測量飛行速度B.確定飛行方向（航向）C.感知加速度變化D.監(jiān)測高度變化答案：B3.在旋翼無人機(jī)維修中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電調(diào)頻繁重啟，最不可能的原因是（）A.電機(jī)堵轉(zhuǎn)B.飛控信號干擾C.電調(diào)本身固件版本過低D.電池電壓過高答案：C4.以下關(guān)于無人機(jī)電池老化的說法，錯(cuò)誤的是（）A.內(nèi)阻會(huì)逐漸減小B.容量會(huì)逐漸下降C.充放電性能會(huì)變差D.高溫環(huán)境下老化速度加快答案：A5.旋翼無人機(jī)的槳葉在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，其葉尖速度（）A.與槳葉半徑和轉(zhuǎn)速成正比B.只與轉(zhuǎn)速成正比C.只與槳葉半徑成正比D.與槳葉材料有關(guān)答案：A6.無人機(jī)飛控中的PID（比例-積分-微分）控制器，其中比例系數(shù)主要影響（）A.系統(tǒng)的穩(wěn)定性B.超調(diào)量C.響應(yīng)速度D.抗干擾能力答案：C7.當(dāng)無人機(jī)在強(qiáng)磁場附近飛行時(shí)，最可能受到影響的傳感器是（）A.加速度計(jì)B.陀螺儀C.磁力計(jì)D.氣壓計(jì)答案：C8.對于旋翼無人機(jī)的復(fù)合材料機(jī)身，在維修時(shí)修復(fù)損傷的最佳方式是（）A.使用普通膠水粘貼B.采用特殊的復(fù)合材料修復(fù)劑和工藝C.更換整個(gè)機(jī)身部件D.用金屬修補(bǔ)材料答案：B9.無人機(jī)維修中，如果要精確測量電機(jī)的三相繞組電阻，應(yīng)使用（）A.萬用表的電阻檔B.兆歐表C.電橋D.示波器答案：C10.以下哪種情況不會(huì)導(dǎo)致無人機(jī)GPS信號失鎖（）A.在高樓林立的城市峽谷飛行B.衛(wèi)星信號被遮擋物完全遮擋C.飛行高度過高超出GPS衛(wèi)星覆蓋范圍D.飛行速度過快答案：D11.旋翼無人機(jī)的電調(diào)和電機(jī)之間的連接線如果出現(xiàn)破損，可能會(huì)導(dǎo)致（）A.電機(jī)反轉(zhuǎn)B.電機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定C.電調(diào)過熱D.以上都可能答案：D12.在無人機(jī)的飛控系統(tǒng)升級過程中，以下哪項(xiàng)操作是最危險(xiǎn)的（）A.在未備份原固件的情況下直接更新B.使用未經(jīng)驗(yàn)證的第三方固件C.在更新過程中斷電D.以上都是答案：D13.要提高旋翼無人機(jī)在風(fēng)中的抗風(fēng)能力，從機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度，可采?。ǎ〢.增加機(jī)身重量B.縮小機(jī)翼展弦比C.優(yōu)化重心分布并加固機(jī)身框架D.減少螺旋槳數(shù)量答案：C14.無人機(jī)維修時(shí)，發(fā)現(xiàn)圖像傳輸有馬賽克現(xiàn)象，可能的原因是（）A.圖傳天線損壞B.圖傳發(fā)射功率過高C.圖像傳感器故障D.圖傳編碼解碼出現(xiàn)問題答案：D15.對于旋翼無人機(jī)的鋰聚合物電池，在充電過程中如果出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象，以下處理方式正確的是（）A.繼續(xù)充電觀察B.嘗試用針刺破鼓包處排出氣體C.立即停止使用并更換電池D.放在陽光下曬一段時(shí)間答案：C16.無人機(jī)飛控中的姿態(tài)解算主要基于（）傳感器的數(shù)據(jù)。A.加速度計(jì)和陀螺儀B.磁力計(jì)和氣壓計(jì)C.GPS和視覺傳感器D.溫度傳感器和濕度傳感器答案：A17.在旋翼無人機(jī)的電路設(shè)計(jì)中，為了減少電磁干擾，布線時(shí)應(yīng)遵循（）原則。A.平行布線B.盡量縮短信號線長度C.將電源線和信號線絞合D.高頻信號線遠(yuǎn)離敏感電路答案：D18.當(dāng)無人機(jī)的遙控器出現(xiàn)失控現(xiàn)象，且懷疑是信號發(fā)射問題時(shí)，首先應(yīng)檢查（）A.遙控器電池電量B.遙控器天線方向C.遙控器內(nèi)部電路D.飛行器的接收機(jī)答案：B19.旋翼無人機(jī)的螺旋槳在制造過程中，對其表面粗糙度的要求是（）A.越粗糙越好，增加摩擦力B.越光滑越好，減少空氣阻力C.在一定范圍內(nèi)，兼顧強(qiáng)度和氣動(dòng)性能D.無特殊要求答案：C20.無人機(jī)維修中，如果要檢測飛控系統(tǒng)的傳感器是否存在偏差，可使用（）A.飛行模擬器軟件B.萬用表C.示波器D.校準(zhǔn)工具或軟件自帶的校準(zhǔn)功能答案：D二、判斷題（每題3分，共30分）1.只要無人機(jī)的飛控系統(tǒng)工作正常，就不會(huì)出現(xiàn)飛行姿態(tài)失控的情況。（×）2.在無人機(jī)維修中，不同規(guī)格但電壓相同的電調(diào)可以隨意互換。（×）3.無人機(jī)電池的充電電流越大，充電速度就越快，對電池壽命沒有影響。（×）4.旋翼無人機(jī)的槳葉數(shù)量越多，其機(jī)動(dòng)性就一定越好。（×）5.飛控系統(tǒng)中的所有傳感器都必須定期進(jìn)行完全校準(zhǔn)，否則會(huì)影響飛行安全。（√）6.無人機(jī)機(jī)身采用鋁合金材料主要是為了減輕重量和提高散熱性能。（√）7.當(dāng)無人機(jī)的電機(jī)出現(xiàn)過熱現(xiàn)象時(shí)，只要停止飛行等待冷卻就可以繼續(xù)使用，不需要進(jìn)一步檢查。（×）8.在無人機(jī)的電路維修中，焊接點(diǎn)只要能導(dǎo)通就可以，外觀不重要。（×）9.無人機(jī)的圖傳距離只受發(fā)射功率和天線增益的影響，與其他因素?zé)o關(guān)。（×）10.對于旋翼無人機(jī)，在飛行過程中如果某個(gè)螺旋槳損壞，其他螺旋槳可以完全彌補(bǔ)其功能。（×）三、填空題（每題3分，共30分）1.旋翼無人機(jī)的______和______是影響其飛行性能的兩個(gè)關(guān)鍵空氣動(dòng)力參數(shù)。答案：螺旋槳直徑、螺距2.無人機(jī)飛控系統(tǒng)中的______算法用于減少傳感器數(shù)據(jù)中的噪聲干擾。答案：濾波3.在電機(jī)維修中，測量電機(jī)的反電動(dòng)勢（EMF）主要是為了判斷電機(jī)的______和______。答案：轉(zhuǎn)速、性能4.無人機(jī)電池的過充保護(hù)電壓和過放保護(hù)電壓是根據(jù)電池的______特性確定的。答案：化學(xué)5.對于多旋翼無人機(jī)，要保持飛行穩(wěn)定性，其各個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速差應(yīng)該控制在______以內(nèi)。答案：較小范圍（具體數(shù)值根據(jù)不同機(jī)型而定，如5%-10%等）6.無人機(jī)飛控中的______傳感器組合可以實(shí)現(xiàn)類似飛機(jī)自動(dòng)駕駛儀的功能。答案：加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)7.在旋翼無人機(jī)的維修中，如果要修復(fù)受損的PCB板線路，常用的方法是______和______。答案：飛線、補(bǔ)線8.無人機(jī)的______效率越高，其在相同電量下的飛行距離就越遠(yuǎn)。答案：能量轉(zhuǎn)換9.當(dāng)無人機(jī)的飛行高度增加時(shí)，其空氣密度______，這會(huì)影響螺旋槳的升力和電機(jī)的負(fù)載。答案：減小10.無人機(jī)維修時(shí)，對電子元件進(jìn)行焊接時(shí)，理想的焊接溫度范圍一般是______-______°C。答案：260-300四、簡答題（每題8分，共40分）1.詳細(xì)闡述旋翼無人機(jī)飛控系統(tǒng)的硬件組成部分及其主要功能。答案：-微控制器（MCU）：作為飛控的核心，負(fù)責(zé)運(yùn)行飛行控制算法，處理傳感器數(shù)據(jù)并輸出控制指令給電機(jī)電調(diào)等。-傳感器模塊：包括加速度計(jì)測量加速度、陀螺儀測量角速度、磁力計(jì)測量航向、氣壓計(jì)測量高度等，為飛控提供無人機(jī)的姿態(tài)和位置信息。-電源管理模塊：負(fù)責(zé)管理飛控系統(tǒng)的供電，包括電壓轉(zhuǎn)換、穩(wěn)壓等功能，確保各個(gè)模塊正常工作。-通信模塊：如接收機(jī)接口用于接收遙控器信號，還有可能包括與其他設(shè)備（如圖傳設(shè)備、地面站）通信的接口。-電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口：將飛控的控制指令轉(zhuǎn)換為適合電機(jī)電調(diào)的信號，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。2.說明無人機(jī)電池在低溫環(huán)境下性能下降的具體表現(xiàn)及原因。答案：-具體表現(xiàn)：續(xù)航里程大幅縮短、電池放電電流減小導(dǎo)致電機(jī)動(dòng)力不足、充電速度變慢甚至可能無法充電、電池內(nèi)阻增大。-原因：低溫下電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)速率減慢，鋰離子的遷移速度降低，導(dǎo)致電池的活性物質(zhì)無法充分參與電化學(xué)反應(yīng)，從而影響了電池的性能。3.在旋翼無人機(jī)維修中，如何對電機(jī)進(jìn)行全面的性能測試？答案：-外觀檢查：查看電機(jī)外殼是否有損壞、裂縫等。-電阻測量：使用合適的工具測量電機(jī)繞組的電阻值，判斷是否在正常范圍內(nèi)，檢查是否存在短路或開路情況。-空載測試：將電機(jī)連接到電調(diào)和電源，在無負(fù)載情況下，逐漸增加電壓，觀察電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)是否平穩(wěn)、是否有異常噪音等。-負(fù)載測試：模擬實(shí)際飛行中的負(fù)載情況，如在電機(jī)軸上添加一定重量或連接螺旋槳，再次測試電機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩輸出、發(fā)熱情況等。-反電動(dòng)勢（EMF）測試：在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，測量電機(jī)兩端的反電動(dòng)勢，根據(jù)公式計(jì)算電機(jī)的性能參數(shù)。4.解釋無人機(jī)飛控中的PID控制原理及其在飛行穩(wěn)定中的作用。答案：-PID控制原理：PID控制器由比例（P）、積分（I）、微分（D）三個(gè)環(huán)節(jié)組成。比例環(huán)節(jié)根據(jù)當(dāng)前誤差值與比例系數(shù)相乘得到控制量；積分環(huán)節(jié)對誤差進(jìn)行積分，主要用于消除穩(wěn)態(tài)誤差；微分環(huán)節(jié)根據(jù)誤差的變化率進(jìn)行控制，對系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)有改善作用。-在飛行穩(wěn)定中的作用：通過不斷調(diào)整各個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速，根據(jù)飛行姿態(tài)與目標(biāo)姿態(tài)的誤差（如傾斜角、偏航角等），PID控制器計(jì)算出合適的控制量，使無人機(jī)能夠快速、穩(wěn)定地恢復(fù)到預(yù)期的飛行姿態(tài)，抑制外界干擾（如風(fēng)擾）對飛行的影響，提高飛行的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)性。5.當(dāng)無人機(jī)的圖傳畫面出現(xiàn)花屏現(xiàn)象時(shí)，從硬件和軟件兩個(gè)方面分析可能的原因并提出相應(yīng)的解決方法。答案：-硬件方面：-圖傳天線損壞或連接不良：更換天線或重新連接確保良好接觸。-圖傳發(fā)射模塊故障：檢查發(fā)射模塊的電路元件是否有損壞，如有必要進(jìn)行更換。-信號線損壞：檢查信號線是否有斷路、短路情況，修復(fù)或更換信號線。-軟件方面：-圖傳編碼設(shè)置錯(cuò)誤：重新檢查并調(diào)整圖傳編碼參數(shù)，使其與接收端匹配。-飛行器端圖傳軟件故障：嘗試重啟飛行器或更新圖傳軟件版本。-接收端設(shè)備故障：檢查接收設(shè)備（如手機(jī)、平板等）的圖傳接收軟件是否正常，是否有軟件沖突等問題，進(jìn)行相應(yīng)的修復(fù)或更新。五、開放題（每題15分，共30分）1.設(shè)計(jì)一套針對旋翼無人機(jī)復(fù)雜環(huán)境飛行（如山區(qū)、森林等）的維修保障方案，包括預(yù)防性維護(hù)措施和故障應(yīng)急處理措施。答案：-預(yù)防性維護(hù)措施：-定期對無人機(jī)進(jìn)行全面檢查，重點(diǎn)檢查機(jī)身結(jié)構(gòu)的完整性，因?yàn)樵谏絽^(qū)飛行可能遭受樹枝碰撞等情況。-對螺旋槳進(jìn)行更頻繁的檢查，確保其在復(fù)雜氣流環(huán)境下能正常工作，可增加動(dòng)平衡測試次數(shù)。-提前對飛控系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，特別是磁力計(jì)等受磁場影響較大的傳感器，在山區(qū)可能存在磁場干擾源。-檢查電池的性能，確保在高負(fù)荷、復(fù)雜環(huán)境下有足夠的續(xù)航能力，可進(jìn)行模擬山區(qū)飛行的電量消耗測試。-對圖傳系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，提高信號傳輸?shù)目垢蓴_能力，如調(diào)整發(fā)射頻率或采用更高級的編碼方式。-故障應(yīng)急處理措施：-若無人機(jī)失聯(lián)，在山區(qū)首先確定最后已知位置，然后根據(jù)地形和風(fēng)向等因素進(jìn)行搜索。同時(shí)檢查遙控器、圖傳設(shè)備和飛控系統(tǒng)的信號連接情況。-如果是電機(jī)故障導(dǎo)致飛行異常，在確保安全的情況下嘗試遠(yuǎn)程控制降落或緊急返航。如果無法控制，根據(jù)無人機(jī)的飛行姿態(tài)和周圍環(huán)境，預(yù)估可能的墜落地點(diǎn)并進(jìn)行救援準(zhǔn)備。-當(dāng)飛控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，若有備份飛控或冗余系統(tǒng)，及時(shí)切換到備份系統(tǒng)；若沒有，嘗試通過遙控器的應(yīng)急通道進(jìn)行簡單的飛行控制調(diào)整，如調(diào)整姿態(tài)保持懸?；蚓徛德洹?圖傳故障時(shí)，優(yōu)先保證飛行安全，將無人機(jī)飛回安全區(qū)域后再進(jìn)行圖傳設(shè)備的檢查和修復(fù)。2.隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，新的材料、電子元件和軟件算法不斷涌現(xiàn)。請討論這些新技術(shù)對旋翼無人機(jī)維修帶來的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，并提出應(yīng)對策略。答案：-機(jī)遇：-新材料（如更輕、更強(qiáng)、更耐用的復(fù)合材料）使無人機(jī)結(jié)構(gòu)更可靠，維修時(shí)可能只需局部更換部件而不是整個(gè)機(jī)身，降低維修成本。-新的電子元件（如高性能、低功耗的芯片）提高了無人機(jī)的性能，同時(shí)也可能提高故障診斷的準(zhǔn)確性，因?yàn)樾略懈玫目蓽y試性。-新的軟件算法（如更智能的飛行控制算法、故障預(yù)測算法）可以提前發(fā)現(xiàn)潛在故障，便于預(yù)防性維修。