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文章来源: 网络整理       发布时间:2019-04-24

无人机在现在是非常的火热,不管是民用还是军用,或者是用来高空拍摄勘测地形等都有很大的帮助,现在有很多无人机都是四旋翼的,那么大家知道这是为什么么?本篇贤集网小编就来为大家介绍一下四旋翼无人机原理、四旋翼无人机控制系统、四旋翼无人机参数、四旋翼无人机使用方法,一起来看看吧。


?四旋翼无人机原理、控制系统、参数、使用方法


四旋翼无人机原理


四旋翼无人机飞行原理


根据四旋翼对称的组成结构有两种飞行姿态,一种是根据四旋翼十字对称的结构,将处于同一水平线的一对机架梁作为x轴另一对梁作为y轴的“+”型飞行姿态,另一种是将相应两个梁的对称轴线作为x轴,另一条对称轴线作为y轴的“X”型飞行姿态。


?四旋翼无人机原理、控制系统、参数、使用方法


(1)“+”型飞行姿态飞行原理


“+”型飞行姿态如图2-3(a)所示。“+”型飞行姿态实现垂直运动需要将M1、M2、M3、M4四个电机的转速同时增大或减小,如图2-4(a)所示。如果想让飞行器进行前后移动,实现俯仰运动,当将M1的转速减小或者将M3的转速增大,保持M2、M4的转速不变的时候,四旋翼后会产生向前上方的合力,使四旋翼向前飞行。当将M1的转速增大或者将M3的转速减小,保持M2、M4的转速不变的时候,四旋翼后会产生向后上方的合力,使四旋翼向后飞行,如图2-4(b)所示。如果控制四旋翼左右飞行,实现滚转运动,需要增加M2或减小M4的转速,保持M1、M3的转速不变,这样会产生右上方的合力,使四旋翼向右飞行。当减小M2或者增加M4的转速,同样保持M1、M3的转速不变时,四旋翼会产生向左上方的合力,使四旋翼向左飞行,如图2-4(c)所示。如果想让飞行器左右转向,实现偏航运动,将M1、M3的转速增加或者将M2、M4的转速减小,四旋翼会向右旋转,实现向右偏航。反之,如果将M1、M3的转速减小或者将M2、M4的转速增加,四旋翼会向左旋转,实现向左偏航,如图2-4(d)所示。


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图2-4“+”型飞行姿态飞行原理图


(2)“X”型飞行姿态飞行原理


“X”型飞行姿态如图2-3(b)所示。“X”型飞行姿态垂直运动与“+”型飞行姿态相同,只要同时增加或者减小电机M1、M2、M3、M4的转速就能让飞行器实现垂直运动,如图2-5(a)所示。如果想让四旋翼前后飞行,实现俯仰运动,如果将M1、M2的转速减小或者将M3、M4增加时,四旋翼会产生向前上方的力,使四旋翼向前飞行。反之,如果将M1、M2的转速增加或者将M3、M4减小时,四旋翼会产生向后上方的力,使四旋翼向后飞行,如图2-5(b)所示。如果想让四旋翼左右飞行,实现滚转运动,如果将电机M2、M3的转速增加或者将M1、M3的转速减小时,四旋翼会产生向右上方的合力,使四旋翼向右飞行。反之,如果减小M2、M3的转速或者增加M1、M4的转速,四旋翼会产生向左上方的合力,使四旋翼向左飞行,如图2-5(c)所示。如果想让四旋翼左右转向,实现偏航运动,将M1、M3的转速增加或者将M2、M4的转速减小,四旋翼会向右旋转,实现向右偏航。反之,如果将M1、M3的转速减小或者将M2、M4的转速增加,四旋翼会向左旋转,实现向左偏航,如图2-5(d)所示。


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图2-5“X”型飞行姿态飞行原理


四旋翼飞行姿态为“X”型飞行姿态,这种飞行姿态在控制时,可以通过同时控制四个电机的转速来控制四旋翼的飞行姿态,相比“+”型飞行姿态来说控制要复杂,但是,通过同时控制四个电机的方法控制飞行姿态的联动性较好。


四旋翼无人机控制原理


飞控通过接收机接收遥控器发送的遥控信号(地面站控制时:地面站通过云航灯或电台发送给飞控的自主飞行指令),经过飞控程序处理后,通过电调来控制各个电机的转速,从而达到控制飞行器动作的目的。


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四旋翼无人机控制系统


四旋翼无人机控制系统能够利用自动控制系统,能够对飞行器的构形、飞行姿态和运动参数实施控制,其载有加速度计、陀螺仪、气压计、罗盘等传感器。由它来控制各个电机的转速进而控制飞机的姿态,加上GPS或差分GPS可完成定点悬停,自主航线飞行等功能。四旋翼无人机在飞行控制上使用直接力矩,实现6自由度(控制和姿态)控制,具有多变量、非线性、强耦合和干扰敏感的特性。该飞行器的四个旋翼和四个电机分别固定在具有中心对称结构的十字架结构机身的四个端点。改变四个电机的转速从而改变升力,实现四旋翼飞行器的轨迹和姿态控制。四旋翼无人机控制系统的基础是四旋翼无人机的姿态的实时检测,姿态检测部分包括对四旋翼无人机的姿态角以及姿态变化速率的测量。微小型四旋翼飞行器是一种非完整约束的二阶欠驱动强耦合系统,在飞行过程中,四旋翼无人飞行器可以通过调节四个螺旋桨的转速直接控制其姿态角度和飞行高度,而对于飞行器的水平位置,只能通过飞行器姿态角度与水平位置之间的耦合关系来间接控制,因此实现四旋翼无人飞行器三个方向的位置控制具有较大的难度。除此之外,由于四旋翼无人飞行器体积小并且重量轻,在飞行过程中空气阻力和阻力矩对其影响比较大,因此在设计飞行控制器时还需要考虑到时变的外部干扰问题。除外界扰动以外,在每次飞行中,不同的负载导致飞行器的重量以及转动惯量也都会有很大程度上的差别。


四旋翼无人机参数


四旋翼无人机有很多品牌种类,没个品牌的四旋翼无人机参数都大不相同,下面就大家举例:四旋翼10L无人机技术参数。


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飞机尺寸1350*1350*600mm


飞机折叠尺寸800*800*600mm


飞机农药载重10kg


螺旋桨碳纤维植保专用螺旋桨


施药任务系统药箱、弥散式喷雾系统、增压泵1套


遥控器2.4G九通道


动力电池高性能锂聚合物锂电池(22.2V/16000mA)


充电器大功率锂电平衡充电设备(同时可充2块)


无人机自稳定系统有


喷施系统弥散雾化喷头(一组*6个)


电机转速1200转/分钟


空机续航时间10~15分钟


喷洒高度田间作业0.5-4米


喷洒面积6米


防治效率1~3亩/分钟


喷洒流量0.25-0.75L/min(多喷头)可调


飞行速度0-8米/秒(根据需要速度任意可调)


喷洒高度0~200米


悬停任意位置方向空中悬停


飞行姿态任意方向飞行,可逆向飞行,急刹车


起飞/降落时间≤1分钟


机体材质碳纤维


温度范围-15℃~40℃


电池动力性能充放电300-500次


机架寿命≥5年


最大效率200-500亩/天。


四旋翼无人机使用方法


组装好无人机,在手机或者平板下载相关无人机软件,然后启动遥控电源,无人机电源和平板电源并打开软件,再慢慢操控飞行,其余的要达到熟练就要多进行实战。


以上便是贤集网小编为大家介绍的四旋翼无人机原理、四旋翼无人机控制系统、四旋翼无人机参数、四旋翼无人机使用方法,希望能为大家提供参考帮助。


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