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多旋翼无人机是以哪种方式实现对无人机的控制

来源:www.ahlulin.com   时间:2023-02-01 21:22   点击:193  编辑:昌娅   手机版

多旋翼无人机是以哪种方式实现对无人机的控制

通过飞控控制不同电机的转速,例如四旋翼,四个螺旋桨升力变化,上升,悬停,前进等姿态就能实现了。

多旋翼无人机飞行器概论-补充

目前市场上较为成熟的开源飞控:

大多使用主流电机 是 外转子三相交流无刷同步电动机,普通电机是 内转子有刷,直流电。

多旋翼外转子无刷电机 外壳与轴一起旋转,端粗,转速低,扭矩大,适合带 低速大桨

内转子电机 外壳不转轴转,细长,扭矩小,转速高,适合带高速小桨,电动涵道 航模基本上都是内转子电机

有刷无刷电机对比:

没有了有刷电机运转时产生的 电火花,极大的减少了电火花对无线电子设备的干扰;没有电刷,运转时摩擦力大大减小,运行顺畅,噪音低,没有机械接触,内阻也小狠多,一般无刷电机效率高达80~90,有刷很难超过40%

电机的规格及数据表示:

我们常在电机外壳看到的 2212 2810 等字样,它表示电机的尺寸。前2位是电机定子线圈的直径,后面2位是定子线圈的高度,单位毫米

KV值 : 转速/V ,意思为 输入电压增加1V,无刷电机空转(不带桨)转速增加的转速值,比如,920KV,表示 外加 1V 电压,转速为 920转每分钟。外加 2V 电压,转速为 1840 转每分钟。KV值越大,同等电压下转速越高,扭矩越小,只能带小桨。相对的说,KV值越小,效率越高。 航拍要选择低KV电机配大桨,转速低 效率高,电子震动小

电机效率: 观察升力公式,升力和 速度的平方成正比。也就是说气流速度从1变成2,升力从1变成4。 把转速提高一倍 和 把桨径增加一倍都能提高气流速度。但是因为是圆周运动,增加桨径后平均速度更大,并且大桨就像滑翔机的机翼,诱导阻力也小,说明 慢速大桨好 。 尽可能的配最大的桨,电机选又扁又矮的效率高

电机效率标注方式为: g/W (克/每瓦)。电机功率和拉力并不是正比,而是得看效率表,一般电流在3~5A时效率最高,一般飞行效率在 8g/1W以上,可以保证续航能力

尽量选大桨,尽量低转速

大螺旋桨用低 KV 电机,小桨用 高KV电机(需要转速来弥补升力的不足)

选择动力冗余配置(防止意外发生)

电子调速器(electronic speed controller)俗称 电调。其作用是根据 飞控的控制信号,将 电流的直流输入转变成 一定频率的交流输出,用于控制电机转速

无刷电机电流很大,一个都有3~5A,如果没有电调,飞控无法承受该电流,且飞控也无法驱动无刷电机

BEC 是英文免电池电路的意思,有分流供电的能力,可将动力电池电压变为5V供给飞控,但一个四旋翼如果 四个电调都给 飞控供电,说不定会 你争我抢,所以我们会挑掉其中三个电调杜邦线的红线

电流规格:电调上一般会标注多少A,这个数字就是电调的瞬时极限电流

电池容量: 用Ah 或者 mAh 标注,比如1000mAh,如果以 1000mA 放电,可以持续放电1小时

电池电压: 目前工业生产的每一个锂聚合物单体电芯 额定电压都是3.7V ,电池组上通常出现 S 和 P 字样,S表示串联,P表示并联

无人机数据链 按照传输方向分为:上行链路 下行链路

优秀的无人机数据链路应具备以下特征:

民用无人机的通讯链路系统一般很简单,就2~3条 :

RC遥控器: 主要用于视距内的飞行控制。RC是 radio control 的缩写

遥控接收机: 一般很小很轻,常见的为 7通道的 2.4GHZ 接收机 (一般上方会标注 PCMS/PPM,会电子调频)

网络化时代,遥控器会慢慢被 平板手机等控制单元所取代

美国手 油门在左边

我们常说的数传模块组成了 数传链路,它是由 地面站 计算机连接的一个模块 和 飞机上的另一个模块构成的 双向链路。常见的以 900M频率 居多,传输速率在 300~19200 bps 之间,发射功率几瓦到数十瓦之间

国际上有名的品牌有美国的 MDS,芬兰的 SATEL

接收机与 无线数传 之间的区别:

从外表上看,接收机有2个小小的软性天线,而 数传有一个 大大的天线

通常的传输方式是通过2.4GHZ或5.8GHZ的数字信号进行,中高端的价格比较贵,低端的有效距离短,画面延迟严重

一般分为:遥测子系统,包括 飞控地面软件、图传显示屏及OSD

遥控子系统,包括 遥控发射机杆、开关,键盘、鼠标、头追等

地面站硬件一般包含: 地面站计算机、各类其他显示屏、遥控器、数传地面模块、图传地面模块等

目前无人机系统大多使用单一功能链路,每个链路有自己的频段 具体如下:

机载链路子系统 :

遥控接收机 - 72M、433M、2.4G

机载数传模块及天线 - 900M、2.4G

机载图传模块及天线 - 1.2G、2.4G、5.8G

地面链路子系统:

遥控发射机 - 72M、433M、2.4G

地面数传模块及天线 - 900M、2.4G

地面图传模块及天线 - 1.2G、2.4G、5.8G

进角就是打个比方,电机转到这一相,然后同时电调换向,那么就是进角是0,,要是在电机到这一相之前,电调就换向那么就是正进角,反之负进角,如果电机转的很快,到这一相电调才换相是不是就有点来不及了啊,就像汽油机都在上止点之前就点火的道理一样

通俗一些:低进角,转速高,省电,扭力小,好像汽车的高速档; 高进角,转速低,耗电,扭力大,好像汽车的低速档。

电感是闭合回路的一种属性,是一个物理量。当线圈通过电流后,在线圈中形成磁场感应,感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗,也就是电感,单位是 “亨利”

自感:

当线圈中有电流通过时,线圈周围会产生磁场,当电流发生变化时,其磁场也会变好,变化的磁场会产生感应电动势,这就是自感

互感:

两个线圈靠近时,其中一个线圈的电流发生变化,它的磁场会发生变化,同样会改变相邻线圈磁场的大小

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