多旋翼無(wú)人機(jī)教學(xué)案-wenkub
2023-05-02 00:25:18 本頁(yè)面
【正文】 翼飛行器整體扭矩及總拉力改變，旋翼1與旋翼3轉(zhuǎn)速該變量的大小應(yīng)相等。垂直運(yùn)動(dòng)，即升降控制，在圖（a）中，兩對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)向相反，可以平衡其對(duì)機(jī)身的反扭矩，當(dāng)同時(shí)增加四個(gè)電機(jī)的輸出功率，旋翼轉(zhuǎn)速增加使得總的拉力增大，當(dāng)總拉力足以克服整機(jī)的重量時(shí)，四旋翼飛行器便離地垂直上升；反之，同時(shí)減小四個(gè)電機(jī)的輸出功率，四旋翼飛行器則垂直下降，直至平衡落地，實(shí)現(xiàn)了沿z軸的垂直運(yùn)動(dòng)。 飛行動(dòng)作的俯仰運(yùn)動(dòng)，即前后控制了解。通過(guò)高效的控制算法內(nèi)核，能夠精準(zhǔn)地感應(yīng)并計(jì)算出飛行器的飛行姿態(tài)等數(shù)據(jù)，再通過(guò)主控制單元實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位懸停和自主平穩(wěn)飛行。在整個(gè)飛行系統(tǒng)中，電池作為能源儲(chǔ)備，為整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)和其他電子設(shè)備提供電力來(lái)源。在整個(gè)飛行系統(tǒng)中，起到提供動(dòng)力的作用。教學(xué)重點(diǎn)多旋翼飛行器組成構(gòu)造及應(yīng)用教材分析多旋翼飛行器重要組成構(gòu)件的理解教學(xué)方法講授法授課類型新課課 時(shí)四課時(shí)課程內(nèi)容一、組織教學(xué)二、復(fù)習(xí)前一節(jié)課的內(nèi)容三、導(dǎo)入新課四、教學(xué)內(nèi)容：多旋翼飛行器主要由機(jī)架、電機(jī)、電調(diào)和槳葉組成，為了滿足實(shí)際飛行需要，一般還需要配備電池、遙控器及飛行輔助控制系統(tǒng)。相比傳統(tǒng)的單水平旋翼直升機(jī)，它構(gòu)造精簡(jiǎn)，易于維護(hù)，操作簡(jiǎn)便，穩(wěn)定性高且攜帶方便。課程后記給學(xué)生留了上網(wǎng)查詢無(wú)人機(jī)的信息的作業(yè)。 避免犧牲空勤人員，因?yàn)轱w機(jī)上不需要飛行人員，所以最大可能地保障了人的生命安全。 未來(lái)發(fā)展階段，伴隨著飛行器技術(shù)的進(jìn)步，多旋翼無(wú)人飛行器使用者會(huì)急劇增加。 理論開(kāi)創(chuàng)階段，多旋翼無(wú)人飛行器理論開(kāi)創(chuàng)于上世紀(jì)10年代，直升機(jī)研發(fā)之前。 二戰(zhàn)期間，美國(guó)海軍首先將無(wú)人機(jī)作為空面武器使用。.. . . ..哈爾濱四通技工學(xué)校第三教學(xué)站延壽農(nóng)民工綜合培訓(xùn)學(xué)校多旋翼無(wú)人機(jī)操作教案二0一七春季生課程名稱： 多旋翼無(wú)人機(jī)操作基礎(chǔ) 授課教師: 張海東課 題第一章 無(wú)人飛行器概述教學(xué)目標(biāo) 無(wú)人飛行器發(fā)展簡(jiǎn)史 無(wú)人飛行器的優(yōu)缺點(diǎn) 無(wú)人飛行器應(yīng)用領(lǐng)域教學(xué)重點(diǎn) 什么事無(wú)人機(jī) 無(wú)人機(jī)的應(yīng)用 無(wú)人機(jī)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)教材分析無(wú)人機(jī)的概述重要性，幫助學(xué)員更好的了解無(wú)人機(jī)。1944年，美國(guó)海軍為了對(duì)德國(guó)潛艇基地進(jìn)行打擊，使用了由B17轟炸機(jī)改裝的遙控艦載機(jī)。幾家主要飛機(jī)生產(chǎn)商開(kāi)發(fā)出的在多個(gè)螺旋槳中搭乘飛行員的機(jī)型。這樣一來(lái)，事故和故障也會(huì)相應(yīng)增加，甚至?xí)l(fā)展成社會(huì)問(wèn)題。 無(wú)人機(jī)尺寸相對(duì)較小，設(shè)計(jì)時(shí)不受駕駛員生理?xiàng)l件限制，可以有很大的工作強(qiáng)度，不需要人員生存保障系統(tǒng)和應(yīng)急救生系統(tǒng)等，大大地減輕了飛機(jī)重量。程名稱： 多旋翼無(wú)人機(jī)操作基礎(chǔ) 授課教師: 張海東課 題無(wú)人飛行器應(yīng)用領(lǐng)域及分類教學(xué)目標(biāo) 無(wú)人飛行器的應(yīng)用理解 無(wú)人飛行器的分類識(shí)別教學(xué)重點(diǎn)多旋翼概述及分類教材分析無(wú)人機(jī)的種類劃分教學(xué)方法講授法授課類型新課課 時(shí)二課時(shí)課程內(nèi)容一、組織教學(xué)二、復(fù)習(xí)前一節(jié)課的內(nèi)容三、導(dǎo)入新課四、教學(xué)內(nèi)容：無(wú)人飛行器的種類繁多，主要包括飛艇、固定翼無(wú)人機(jī)、傘翼無(wú)人機(jī)、撲翼無(wú)人機(jī)、變翼無(wú)人機(jī)、旋翼式無(wú)人機(jī)等。常見(jiàn)的多旋翼飛行器。（無(wú)人機(jī)的組成及構(gòu)造）機(jī)架：機(jī)架是指多旋翼飛行器的機(jī)身架，是整個(gè)飛行系統(tǒng)的飛行載體。電調(diào)全稱電子調(diào)速器，英文electronic speed controller,簡(jiǎn)稱ESC。目前在多旋翼飛行器上，一般采用普通鋰電池或者智能鋰電池等。根據(jù)機(jī)型的不一樣，可以有不同類型的飛行輔助控制系統(tǒng)，有支持固定翼、多旋翼及直升機(jī)的飛行控制系統(tǒng)。教學(xué)重點(diǎn)多旋翼飛行器的各種飛行動(dòng)作的原理教材分析從實(shí)際飛行動(dòng)作來(lái)了解無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)教學(xué)方法講授法授課類型新課課 時(shí)四課時(shí)課程內(nèi)容一、組織教學(xué)二、課前提問(wèn)三、導(dǎo)入新課四、教學(xué)內(nèi)容：多旋翼飛行器是通過(guò)調(diào)節(jié)多個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)改變螺旋槳轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)升力的變化，進(jìn)而達(dá)到飛行姿態(tài)控制的目的。當(dāng)外界擾動(dòng)量為零時(shí)，在旋翼產(chǎn)生的升力等于飛行器的自重時(shí)，飛行器便保持懸停狀態(tài)。由于旋翼1的升力上升，旋翼3的升力下降，產(chǎn)生的不平衡力矩使機(jī)身繞y軸旋轉(zhuǎn)（方向如圖所示），同理，當(dāng)電機(jī)1的轉(zhuǎn)速下降，電機(jī)3的轉(zhuǎn)速上升，機(jī)身便繞y軸向另一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)飛行器的俯仰運(yùn)動(dòng)。 偏航運(yùn)動(dòng)，即旋轉(zhuǎn)控制， 四旋翼飛行器偏航運(yùn)動(dòng)可以借助旋翼產(chǎn)生的反扭矩來(lái)實(shí)現(xiàn)。 飛行控制系統(tǒng)一般主要由主控單元、IMU（慣性測(cè)量單元）、GPS指南針模塊、LED指示燈模塊等部件組成。（4）LED指示燈模塊，用于實(shí)時(shí)顯示飛行狀態(tài)，是飛行過(guò)程中必不可少的，它能幫助飛手實(shí)時(shí)了解飛行狀態(tài)。（6） 智能方向控制，智能方向控制（IOC, Intelligent Orientation Control），分為航向鎖定和返航點(diǎn)鎖定，是一種為多旋翼飛行器量身定制的輔助方向控制功能。（10） 斷槳保護(hù)功能（六軸及以上的機(jī)型），斷槳保護(hù)功能是指在姿態(tài)或GPS姿態(tài)模式下，飛機(jī)意外缺失某一螺旋槳?jiǎng)恿敵鰰r(shí)，飛機(jī)可以采用犧牲航向軸控制的辦法，繼續(xù)保持飛行水平姿態(tài)。 手動(dòng)模式，只能由比較有經(jīng)驗(yàn)的飛手來(lái)控制，在該模式下，飛行控制系統(tǒng)不會(huì)自動(dòng)保持飛行姿態(tài)和高度的穩(wěn)定，完全由飛手手動(dòng)控制，非受過(guò)專業(yè)飛行訓(xùn)練的飛手，請(qǐng)勿嘗試。課程名稱： 多旋翼無(wú)人機(jī)操作基礎(chǔ) 授課教師: 張海東課 題飛行控制系統(tǒng)地面站功能教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)教材分析教學(xué)方法講授法授課類型新課課 時(shí)四課時(shí)課程內(nèi)容一、組織教學(xué)二、課前提問(wèn)三、導(dǎo)入新課四、教學(xué)內(nèi)容： 地面站系統(tǒng)專為高端的商用及工業(yè)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行超視距(BVR)全自動(dòng)飛行作業(yè)而設(shè)計(jì)，配備了可靠的遠(yuǎn)程無(wú)線通訊設(shè)備(Data Link)和人性化設(shè)計(jì)的地面站控制軟件(GCS)。地面站類型及硬件需求：（1）PC 地面站（以WKM為例）（2）iPad地面站（以Phantom 2為例）（3） 智能手機(jī)地面站（以Phantom 2 Vision
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