課件 - 1.2 無(wú)人機(jī)的飛行原理與基本結(jié)構(gòu)VIP

無(wú)人機(jī)操控技術(shù)1.2無(wú)人機(jī)的飛行原理與基本結(jié)構(gòu)DronecontroltechnologyDRONESDRONESCONTENTS目錄01認(rèn)識(shí)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)Understandunmannedaerialsystems無(wú)人機(jī)的組成結(jié)構(gòu)Thestructureofthedrone無(wú)人機(jī)飛行原理Principlesofdroneflight0203DRONES認(rèn)識(shí)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)01UnderstandingunmannedaerialsystemsDRONES認(rèn)識(shí)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)01飛控系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)發(fā)射回收系統(tǒng)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)飛行管理與控制系統(tǒng)，相當(dāng)于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的“心臟”部分，對(duì)無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、精確度、實(shí)時(shí)性等都有重要影響，對(duì)其飛行性能起

決定性的作用飛控系統(tǒng)認(rèn)識(shí)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)01保證對(duì)遙控指令的準(zhǔn)確傳輸，以及無(wú)人機(jī)接收、發(fā)送信息的實(shí)時(shí)性和可靠性，以保證信息反饋及時(shí)有效并順利、準(zhǔn)確地完成任務(wù)。數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)認(rèn)識(shí)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)01保證無(wú)人機(jī)順利升空并達(dá)到安全的高度和速度進(jìn)行飛行，在執(zhí)行任務(wù)完成后保障無(wú)人機(jī)從天空安全回落到地面發(fā)射回收系統(tǒng)認(rèn)識(shí)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)01DRONES無(wú)人機(jī)的組成結(jié)構(gòu)02ThestructureofthedroneDRONES無(wú)人機(jī)的組成結(jié)構(gòu)02飛行器機(jī)架飛行控制系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)通信系統(tǒng)輔助設(shè)備系統(tǒng)電氣系統(tǒng)無(wú)人機(jī)組成結(jié)構(gòu)行器機(jī)架（FlyingPlatform）大小取決于槳翼的尺寸及電機(jī)（馬達(dá)/馬達(dá)）的體積。如槳翼愈長(zhǎng)，馬達(dá)愈大，機(jī)架大小便會(huì)隨之而增加。機(jī)架一般采用輕物料制造，以減輕無(wú)人機(jī)的負(fù)載量無(wú)人機(jī)的組成結(jié)構(gòu)02飛行控制系統(tǒng)（FlightControlSystem）簡(jiǎn)稱飛控，一般會(huì)內(nèi)置控制器、陀螺儀、加速度計(jì)和氣壓計(jì)等傳感器。無(wú)人機(jī)便是依靠這些傳感器來(lái)穩(wěn)定機(jī)體，再配合GPS及氣壓計(jì)數(shù)據(jù)，便可把無(wú)人機(jī)鎖定在指定的位置及高度無(wú)人機(jī)的組成結(jié)構(gòu)02無(wú)人機(jī)的組成結(jié)構(gòu)02無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)主要由槳翼和馬達(dá)所組成。當(dāng)槳翼旋轉(zhuǎn)時(shí)，便可以產(chǎn)生反作用力來(lái)帶動(dòng)機(jī)體飛行。系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有電調(diào)控制器（ElectronicSpeedControl），用于調(diào)節(jié)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。無(wú)人機(jī)的組成結(jié)構(gòu)02遙感通信系統(tǒng)提供遙控與飛機(jī)之間數(shù)據(jù)鏈路（上行和下行），主要功能用于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸、載荷通信的無(wú)線電鏈路。無(wú)人機(jī)常用的通訊技術(shù)有1.4GHz、2.4GHz、5.8GHz等。無(wú)人機(jī)電氣系統(tǒng)可分為機(jī)載電氣系統(tǒng)和地面供電系統(tǒng)兩部分。機(jī)載電氣系統(tǒng)主要由主電源、應(yīng)急電源、電氣設(shè)備的控制與保護(hù)裝置及輔助設(shè)備組成。供電系統(tǒng)的功能是向無(wú)人機(jī)各用電系統(tǒng)或設(shè)備提供滿足預(yù)定設(shè)計(jì)要求的電能，為無(wú)人機(jī)電氣系統(tǒng)的各種電源部分無(wú)人機(jī)的組成結(jié)構(gòu)02無(wú)人機(jī)的組成結(jié)構(gòu)02輔助設(shè)備系統(tǒng)主要包括無(wú)人機(jī)外掛平臺(tái)（簡(jiǎn)稱云臺(tái)）、外掛輕型相機(jī)、無(wú)線圖像傳輸系統(tǒng)。DRONES無(wú)人機(jī)飛行原理03PrinciplesofdroneflightDRONES無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)主要由槳翼和馬達(dá)所組成，其飛行原理從根本上來(lái)說(shuō)就是電機(jī)帶動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生升力。根據(jù)伯努利定理，螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生氣壓差：空氣流速快，壓強(qiáng)??；流速慢，壓強(qiáng)大，從而產(chǎn)生托舉力。無(wú)人機(jī)的飛行原理03多旋翼無(wú)人機(jī)操控原理03四旋翼無(wú)人機(jī)的飛行模式有2種如圖所示，左圖為十字模式，右圖為X字模式認(rèn)識(shí)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)01升降運(yùn)動(dòng)控制偏航旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)控制俯仰運(yùn)動(dòng)控制多旋翼無(wú)人機(jī)操控原理水平運(yùn)動(dòng)控制橫滾運(yùn)動(dòng)控制當(dāng)同時(shí)增加或減小4個(gè)旋翼的升力時(shí)，無(wú)人機(jī)垂直上升或下降；當(dāng)四旋翼產(chǎn)生的升力總和等于機(jī)體的自重時(shí),四旋翼無(wú)人機(jī)便保持平衡狀態(tài)。四個(gè)旋翼同時(shí)增加升力，無(wú)人機(jī)就開始垂直上升；反之，無(wú)人機(jī)垂直下降。無(wú)人機(jī)的飛行原理03升降運(yùn)動(dòng)控制當(dāng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的一對(duì)旋翼與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的另一對(duì)旋翼轉(zhuǎn)速不同時(shí)，不平衡的反扭矩就會(huì)引起機(jī)體轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到方向(航向)控制目的，也就是這里所說(shuō)的偏航運(yùn)動(dòng)控制。在懸停狀態(tài)下，M1和M3同時(shí)增加升力，M2和M4同時(shí)減小升力，無(wú)人機(jī)就開始向右（從上往下看順時(shí)針）偏航；反之則向左偏航。無(wú)人機(jī)的飛行原理03偏航旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)控制在保持左右兩個(gè)旋翼轉(zhuǎn)速不變的情況下，增加（或減少）前面旋翼的轉(zhuǎn)速，并相應(yīng)減少（或增加）后面旋翼的轉(zhuǎn)速,使得前后兩個(gè)旋翼存在升力差，從而引起機(jī)身的俯仰運(yùn)動(dòng)。當(dāng)M2、M4的升力保持不變，M1增加升力，M3減小升力，無(wú)人機(jī)就開始向前做抬頭運(yùn)動(dòng)。無(wú)人機(jī)的飛行原理03俯仰運(yùn)動(dòng)控制在保持前后兩個(gè)旋翼轉(zhuǎn)速不變的情況下，增加（或減少）左面旋翼的轉(zhuǎn)速，并相應(yīng)減少（或增加）右面旋翼的轉(zhuǎn)速，使得左右兩個(gè)旋翼存在升力差,從而引起機(jī)身的橫滾運(yùn)動(dòng)。當(dāng)M1、M3的升力保持不變，M2增加升力，M4減小升力，無(wú)人機(jī)就開始向右做橫滾運(yùn)動(dòng)。無(wú)人機(jī)的飛行原理03橫滾運(yùn)動(dòng)控制水平方向運(yùn)動(dòng)控制，也就是控制無(wú)人機(jī)進(jìn)行前后或左右的平動(dòng)，首先通過控制無(wú)人機(jī)進(jìn)行俯仰運(yùn)動(dòng)，然后將后面兩個(gè)漿翼轉(zhuǎn)速提高，推動(dòng)無(wú)人機(jī)進(jìn)行向前平動(dòng)。比如，要操控?zé)o人機(jī)進(jìn)行前飛運(yùn)動(dòng)，首先控制無(wú)人機(jī)做低頭運(yùn)動(dòng)，然后保持低頭姿態(tài)，無(wú)人機(jī)就開始做前飛行運(yùn)動(dòng)。無(wú)人機(jī)的飛行原理03水平運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)實(shí)施03

對(duì)大疆Mavic3無(wú)人機(jī)進(jìn)行深入的分析和研究，探討其系統(tǒng)、構(gòu)成以及適用場(chǎng)景，以期為自己的無(wú)人機(jī)使用和航拍創(chuàng)作提供更多參考，并完成下表的填寫。調(diào)研機(jī)型

飛行器機(jī)架飛行器尺寸

是否能折疊

是

否是否能拆卸

是

否電池續(xù)航時(shí)間

飛行控制系統(tǒng)

導(dǎo)