多旋翼無人機(jī)教學(xué)案-文庫吧資料
2025-04-23 00:25本頁面
【正文】 高級(jí)訓(xùn)練者使用，但價(jià)格昂貴，對(duì)電腦硬件要求較高。RealFlight是目前普及率最高的一款模擬飛行軟件，它具有擬真度高、功能齊全、畫面逼真等優(yōu)點(diǎn)，最新版本為RealFlight Generation7。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 +為例）（4） 地面站特點(diǎn)：人性化界面設(shè)計(jì)、谷歌3D地圖視角、工業(yè)級(jí)飛行控制算法、實(shí)時(shí)飛行儀表盤、遇險(xiǎn)自動(dòng)返航/一鍵返航、鍵盤/自定義搖桿飛行控制隨點(diǎn)隨行功能、全自主起飛/降落、自定義航點(diǎn)、種預(yù)設(shè)航線模板、3種航點(diǎn)轉(zhuǎn)彎模式可選、自定義舵機(jī)通道控制、批量航線動(dòng)作任務(wù)設(shè)置、實(shí)時(shí)飛行航線編輯F通道控制器、相對(duì)坐標(biāo)編輯器、攝影測(cè)量工具包、仿真飛行模擬、飛行任務(wù)導(dǎo)入/導(dǎo)出。通過軟件的航線自檢功能和3D化的地理信息顯示，對(duì)飛行任務(wù)的合理性和準(zhǔn)確性一目了然。課程名稱： 多旋翼無人機(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)。 在飛行中講解之前學(xué)習(xí)的理論內(nèi)容。 手動(dòng)模式，只能由比較有經(jīng)驗(yàn)的飛手來控制，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，非受過專業(yè)飛行訓(xùn)練的飛手，請(qǐng)勿嘗試。課程名稱： 多旋翼無人機(jī)操作基礎(chǔ) 授課教師: 張海東課 題飛行控制系統(tǒng)控制模式教學(xué)目標(biāo) GPS姿態(tài)模式的操作飛行 姿態(tài)模式的操作飛行 手動(dòng)模式的操作飛行教學(xué)重點(diǎn)三種飛行的操作方式的運(yùn)用教材分析飛行模式下的正確認(rèn)識(shí)和了解為本課重點(diǎn)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、課前提問三、導(dǎo)入新課四、教學(xué)內(nèi)容： GPS姿態(tài)模式，必須要有選配GPS模塊，除了能自動(dòng)保持飛行器姿態(tài)平穩(wěn)外，還能具備精準(zhǔn)定位的功能，在該種模式下，飛行器能實(shí)現(xiàn)定位懸停，自動(dòng)返航降落等功能。（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)。（8） 返航點(diǎn)鎖定，在使用返航點(diǎn)鎖定時(shí)，飛行前向?yàn)榉岛近c(diǎn)到飛行器的方向。（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。（2） 智能失控保護(hù)/自動(dòng)返航降落，飛行控制系統(tǒng)能自動(dòng)記錄返航點(diǎn)，當(dāng)飛行過程中，出現(xiàn)控制信號(hào)丟失，即無線遙控控制鏈路中斷的情況，飛行控制系統(tǒng)能自動(dòng)計(jì)劃返航路線，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)返航和降落，使飛行或航拍更加安全可靠。（4）LED指示燈模塊，用于實(shí)時(shí)顯示飛行狀態(tài)，是飛行過程中必不可少的，它能幫助飛手實(shí)時(shí)了解飛行狀態(tài)。（2）MU（慣性測(cè)量單元），包含3軸加速度計(jì)、3軸角速度計(jì)和氣壓高度計(jì)，是高精度感應(yīng)飛行器姿態(tài)、角度、速度和高度的元器件集合體，在飛行輔助功能中充當(dāng)極其重要的角色。 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。課程后記課程名稱： 多旋翼無人機(jī)操作基礎(chǔ) 授課教師: 張海東課 題第二章 多旋翼飛行控制系統(tǒng)概述教學(xué)目標(biāo) 了解飛行控制系統(tǒng)存在的意義掌握飛行控制系統(tǒng)主要部件教學(xué)重點(diǎn)無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)主要功能的學(xué)習(xí)教材分析主要講述無人機(jī)的控制系統(tǒng)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、課前提問三、導(dǎo)入新課四、教學(xué)內(nèi)容： 飛行控制系統(tǒng)通過高效的控制算法內(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)，再通過主控制單元實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位懸停和自主平穩(wěn)飛行。 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)生的反扭矩來實(shí)現(xiàn)。 橫滾運(yùn)動(dòng)，即左右控制，與圖（b）的原理相同，在圖（c）中，改變電機(jī)2和電機(jī)4的轉(zhuǎn)速，保持電機(jī)1和電機(jī)3的轉(zhuǎn)速不變，便可以使機(jī)身繞x軸方向旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)飛行器橫滾運(yùn)動(dòng)。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)。 俯仰運(yùn)動(dòng)，即前后控制，在圖（b）中，電機(jī)1的轉(zhuǎn)速上升，電機(jī)3的轉(zhuǎn)速下降，電機(jī)電機(jī)4的轉(zhuǎn)速保持不變。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)。與傳統(tǒng)的直升機(jī)相比，四旋翼飛行器的優(yōu)勢(shì)：各個(gè)旋翼對(duì)機(jī)身所產(chǎn)生的反扭矩與旋翼的旋轉(zhuǎn)方向相反，因此當(dāng)電機(jī)1和電機(jī)3逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)2和電機(jī)4順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，可以平衡旋翼對(duì)機(jī)身的反扭矩。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)作來了解無人機(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、課前提問三、導(dǎo)入新課四、教學(xué)內(nèi)容：多旋翼飛行器是通過調(diào)節(jié)多個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速來改變螺旋槳轉(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。 飛行動(dòng)作的垂直運(yùn)動(dòng)，即升降控制了解。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)。飛行控制系統(tǒng)集成了高精度的感應(yīng)器元件，主要由陀螺儀（飛行姿態(tài)感知），加速計(jì)，角速度計(jì)，氣壓計(jì)，GPS及指南針模塊（可選配），以及控制電路等部件組成。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。電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。電調(diào)全稱電子調(diào)速器，英文electronic
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