关于无人机续航性能测试的研究

关于无人机续航性能测试的研究文／王湛王江东杨帆

[摘要] 无人机的航程和续航时间是描述无人机性能指标的重要参数， 本文研究了续航性能检测的设计，提出了各种应用场景的工况试验方法，为无人机续航性能

检测及认证提供参考。

[关键词] 无人机 续航 检测 巡线 航拍 植保

一、引言

在确定无人机执行各种任务时，无人机的航程和续航时间是描述无人机性能指标的重要参数，无人机的大多数飞行任务以及飞行任务区都是根据它们来估算和确定的[1]。对于一般的无人机来说，性能指标往往只定量给出最大航程和续航时间技术指标，无人机实施飞行时，影响无人机航程和续航时间的因素较多，如无人机几何形状、无人机自重、有效载荷、飞行速度、航区气象条件（气压、气温、风向、风速等）、无人机控制规律、无人机导航方式（人工引导、自主导航）等。

续航时间预测方法也不能代替无人机任务工况续航性能指标。例如在规划无人机作业任务的时候，如果任务规划者仅知道无人机的最大续航时间，那么在实际实施作业的时候，任何微小的环

境因素变化都有可能导致比计划

更短的滞空时间，使任务无法顺

利完成，了解无人机真实工作状

态下的续航能力以及工况续航能

力非常重要，是无人机应用的重

要保障。

二、无人机续航工况设计

在设计无人机的工况续航能

力时，无人机的航线、航速，以

及飞行状态如何能贴近真实的工

作状态非常重要，实施不同作业

任务的无人机，比如用于电力巡

线无人机和植保无人机因为飞行

速度与状态和载荷要求都有较大

差异，因此在设计无人机续航性

能的检测时要予以区分，寻找不

同机种各自的工作特性，分类制

定其工作航线，在贴近实际工作

的飞行状态时测得更贴近实际的

工况续航时间。

考虑相同的作业目的，飞行航

迹大致相同，因此可以将无人机根

据作业任务划分为植保类，电力巡

检，娱乐及航拍。

1.电力巡线工况航线设计

一般来说，电力巡线无人机巡

线是将无人机根据巡检事前编好的

电塔GPS坐标点，进行自动飞行或

人工辅助飞行的方式进行巡检[2]，

基塔的巡检内容包括：引流线、杆

塔、绝缘子、防震锤、线夹、导

线、地面环境等内容，无人机载

执行巡线作业任务时，先从大小号

侧拍近景照开始[3]，而后对该侧的

部位观察拍照期间需要悬停30秒左

右，就够完成该侧的作业内容。之

后根据机载光学载荷性能的不同，

会继续保持悬停或到另外一侧相同

部位查看，当另一侧的作业完成之

后，以巡航速度飞往下一基塔，到

达下一基塔后，开始执行对改塔的

作业任务，然后依次完成任务中

【DOI】10.16691/https://www.sodocs.net/doc/f23230603.html,ki.10-1214/t.2019.02.010

《质量与认证》2019 ·2 73

无人机基础知识(飞行原理、系统组成、组装与调试)

近年来无人机的应用逐渐广泛，不少爱好者想集中学习无人机的知识，本文从最基本 的飞行原理、无人机系统组成、组装与调试等方面着手，集中讲述了无人机的基本知识。 第一章飞行原理 本章介绍一些基本物理观念，在此只能点到为止，如果你在学校已上过了 或没兴趣学，请跳过这一章直接往下看。 第一节速度与加速度 速度即物体移动的快慢及方向，我们常用的单位是每秒多少公尺﹝公尺/秒﹞0 加速度即速度的改变率，我们常用的单位是﹝公尺/秒/秒﹞，如果加速度 是负数，则代表减速。 第二节牛顿三大运动定律 第一定律：除非受到外来的作用力，否则物体的速度(v)会保持不变。 没有受力即所有外力合力为零，当飞机在天上保持等速直线飞行时，这时 飞机所受的合力为零，与一般人想象不同的是，当飞机降落保持相同下沉率下降，这时升力与重力的合力仍是零，升力并未减少，否则飞机会越掉越快。 第二定律：某质量为m的物体的动量(p = mv)变化率是正比于外加力 F 并且发生在力的方向上。 此即着名的F=ma 公式，当物体受一个外力后，即在外力的方向产生一个 加速度，飞机起飞滑行时引擎推力大于阻力，于是产生向前的加速度，速度越来越快阻力也越来越大，迟早引擎推力会等于阻力，于是加速度为零，速度不再增加，当然飞机此时早已飞在天空了。 第三定律：作用力与反作用力是数值相等且方向相反。 你踢门一脚，你的脚也会痛，因为门也对你施了一个相同大小的力 第三节力的平衡

作用于飞机的力要刚好平衡，如果不平衡就是合力不为零，依牛顿第二定律就会产生加速度，为了分析方便我们把力分为X、Y、Z三个轴力的平衡及绕X、Y、Z三个轴弯矩的平衡。 轴力不平衡则会在合力的方向产生加速度，飞行中的飞机受的力可分为升力、重力、阻力、推力﹝如图1-1﹞，升力由机翼提供，推力由引擎提供，重力由地心引力产生，阻力由空气产生，我们可以把力分解为两个方向的力，称x 及y 方向﹝当然还有一个z方向，但对飞机不是很重要，除非是在转弯中﹞，飞机等速直线飞行时x方向阻力与推力大小相同方向相反，故x方向合力为零，飞机速度不变，y方向升力与重力大小相同方向相反，故y方向合力亦为零，飞机不升降，所以会保持等速直线飞 行。 弯矩不平衡则会产生旋转加速度，在飞机来说，X轴弯矩不平衡飞机会滚转，Y轴弯矩不平衡飞机会偏航、Z轴弯矩不平衡飞机会俯仰﹝如图1-2﹞。

无人机飞行控制方法概述

2017-10-08 GaryLiu 于四川绵阳 无人机的飞行控制是无人机研究领域主要问题之一。在飞行过程中会受到各种干扰，如传感器的噪音与漂移、强风与乱气流、载重量变化及倾角过大引起的模型变动等等。这些都会严重影响飞行器的飞行品质，因此无人机的控制技术便显得尤为重要。传统的控制方法主要集中于姿态和高度的控制，除此之外还有一些用来控制速度、位置、航向、3D轨迹跟踪控制。多旋翼无人机的控制方法可以总结为以下三个主要的方面。 1.线性飞行控制方法 常规的飞行器控制方法以及早期的对飞行器控制的尝试都是建立在线性飞行控制理论上的，这其中就有诸如PID、H∞、LQR以及增益调度法。 1)PID PID控制属于传统控制方法，是目前最成功、用的最广泛的控制方法之一。其控制方法简单，无需前期建模工作，参数物理意义明确，适用于飞行精度要求不高的控制。 2)H∞ H∞属于鲁棒控制的方法。经典的控制理论并不要求被控对象的精确数学模型来解决多输入多输出非线性系统问题。现代控制理论可以定量地解决多输入多输出非线性系统问题，但完全依赖于描述被控对象的动态特性的数学模型。鲁棒控制可以很好解决因干扰等因素引起的建模误差问题，但它的计算量非常大，依赖于高性能的处理器，同时，由于是频域设计方法，调参也相对困难。 3)LQR LQR是被运用来控制无人机的比较成功的方法之一，其对象是能用状态空间表达式表示的线性系统，目标函数是状态变量或控制变量的二次函数的积分。而且Matlab软件的使用为LQR的控制方法提供了良好的仿真条件，更为工程实现提供了便利。 4)增益调度法 增益调度（Gain scheduling）即在系统运行时，调度变量的变化导致控制器的参数随着改变，根据调度变量使系统以不同的控制规律在不同的区域内运行，以解决系统非线性的问题。该算法由两大部分组成，第一部分主要完成事件驱动，实现参数调整。如果系统的运行情况改变，则可通过该部分来识别并切换模态；第二部分为误差驱动，其控制功能由选定的模态来实现。该控制方法在旋翼无人机的垂直起降、定点悬停及路径跟踪等控制上有着优异的性能。 2.基于学习的飞行控制方法 基于学习的飞行控制方法的特点就是无需了解飞行器的动力学模型，只要一些飞行试验和飞行数据。其中研究最热门的有模糊控制方法、基于人体学习的方法以及神经网络法。 1)模糊控制方法（Fuzzy logic） 模糊控制是解决模型不确定性的方法之一，在模型未知的情况下来实现对无人机的控制。 2)基于人体学习的方法（Human-based learning） 美国MIT的科研人员为了寻找能更好地控制小型无人飞行器的控制方法，从参加军事演习进行特技飞行的飞机中采集数据，分析飞行员对不同情况下飞机的操作，从而更好地理解无人机的输入序列和反馈机制。这种方法已经被运用到小型无人机的自主飞行中。 3)神经网络法（Neural networks）

无人机主要部件

1、首先介绍的是无人机的大脑——飞控 无人机飞行控制系统是指能够稳定无人机飞行姿态，并能控制无人机自主或半自主飞行的控制系统，是无人机的大脑，也是区别于航模的最主要标志，简称飞控。飞控的作用就是通过飞控板上的陀螺仪，对四轴飞行状态进行快速调整(都是瞬间的事，不要妄想用人肉完成)。如发现右边力量大，向左倾斜，那么就减弱右边电流输出，电机变慢、升力变小，自然就不再向左倾斜。如果没有飞控系统，四轴飞行器就会因为安装、外界干扰、零件之间的不一致等原因形成飞行力量不平衡，后果就是左右、上下地胡乱翻滚，根本无法飞行。 工作过程大致如下：飞控系统实时采集各传感器测量的飞行状态数据、接收无线电测控终端传输的由地面测控站上行信道送来的控制命令及数据，经计算处理，输出控制指令给执行机构，实现对无人机中各种飞行模态的控制和对任务设备的管理与控制;同时将无人机的状态数据及发动机、机载电源系统、任务设备的工作状态参数实时传送给机载无线电数据终端，经无线电下行信道发送回地面测控站。飞控系统的硬件主要包括：主控制模块、信号调理及接口模块、数据采集模块以及舵机驱动模块等。 2、为传感器增稳的——云台 稳定平台，对于任务设备来说太重要了，是用来给相机增稳的部分，几千米的高度上误差个几分几秒就能差出去几十米。它主要通过传感器感知机身的动作，通过电机驱动让相机保持原来的位置，抵消机身晃动或者震动的影响。云台主要考察几个性能：增稳精度、兼容性（一款云台能适配几款相机和镜头）和转动范围（分为俯仰、横滚和旋转三个轴），如果遇到变焦相机，就更加考验云台

的增稳精度了，因为经过长距离的变焦，一点点轻微的震动都会让画面抖动得很厉害。 现时的航拍云台主要由无刷电机驱动，在水平、横滚、俯仰三个轴向对相机进行增稳，可搭载的摄影器材从小摄像头到GoPro，再到微单/无反相机，甚至全画幅单反以及专业级电影机都可以。摄影器材越大，云台就越大，相应的机架也就越大。 上面三个演示的是机身不动、相机动的效果，但实际上云台工作时，是相机不动，而机身动。所以在空中时，无人机的机身不断在动作，云台依然可以保相机镜头的位置，达到增稳的效果。 分类: 目前市面上常见的有三轴增稳云台和两轴增稳云台。

小型无人机飞控系统介绍与工作原理

飞控系统是无人机的核心控制装置，相当于无人机的大脑，是否装有飞控系统也是无人机区别于普通航空模型的重要标志。在经历了早期的遥控飞行后，目前其导航控制方式已经发展为自主飞行和智能飞行。导航方式的改变对飞行控制计算机的精度提出了更高的要求；随着小型无人机执行任务复杂程度的增加，对飞控计算机运算速度的要求也更高；而小型化的要求对飞控计算机的功耗和体积也提出了很高的要求。高精度不仅要求计算机的控制精度高，而且要求能够运行复杂的控制算法，小型化则要求无人机的体积小，机动性好，进而要求控制计算机的体积越小越好。 在众多处理器芯片中，最适合小型飞控计算机CPU的芯片当属TI公司的TMS320LF2407，其运算速度以及众多的外围接口电路很适合用来完成对小型无人机的实时控制功能。它采用哈佛结构、多级流水线操作，对数据和指令同时进行读取，片内自带资源包括16路10位A ／D转换器且带自动排序功能，保证最多16路有转换在同一转换期间进行，而不会增加CPU 的开销；40路可单独编程或复用的通用输入／输出通道；5个外部中断；集成的串行通信接口（SCI），可使其具备与系统内其他控制器进行异步（RS 485）通信的能力；16位同步串行外围接口（SPI）能方便地用来与其他的外围设备通信；还提供看门狗定时器模块（WDT）和CAN通信模块。 飞控系统组成模块 飞控系统实时采集各传感器测量的飞行状态数据、接收无线电测控终端传输的由地面测控站上行信道送来的控制命令及数据，经计算处理，输出控制指令给执行机构，实现对无人机中各种飞行模态的控制和对任务设备的管理与控制；同时将无人机的状态数据及发动机、机载电源系统、任务设备的工作状态参数实时传送给机载无线电数据终端，经无线电下行信道发送回地面测控站。按照功能划分，该飞控系统的硬件包括：主控制模块、信号调理及接口模块、数据采集模块以及舵机驱动模块等。 模块功能 各个功能模块组合在一起，构成飞行控制系统的核心，而主控制模块是飞控系统核心，它与信号调理模块、接口模块和舵机驱动模块相组合，在只需要修改软件和简单改动外围电路的基础上可以满足一系列小型无人机的飞行控制和飞行管理功能要求，从而实现一次开发，多型号使用，降低系统开发成本的目的。系统主要完成如下功能： （1）完成多路模拟信号的高精度采集，包括陀螺信号、航向信号、舵偏角信号、发动机转速、缸温信号、动静压传感器信号、电源电压信号等。由于CPU自带A／D的精度和通道数有限，所以使用了另外的数据采集电路，其片选和控制信号是通过EPLD中译码电路产生的。

关于无人机飞行控制系统的全面解析

关于无人机飞行控制系统的全面解析 飞控的大脑：微控制器在四轴飞行器的飞控主板上，需要用到的芯片并不多。目前的玩具级飞行器还只是简单地在空中飞行或停留，只要能够接收到遥控器发送过来的指令，控制四个马达带动桨翼，基本上就可以实现飞行或悬停的功能。意法半导体高级市场工程师介绍，无人机/多轴飞行器主要部件包括飞行控制以及遥控器两部分。其中飞行控制包括电调/马达控制、飞机姿态控制以及云台控制等。目前主流的电调控制方式主要分成BLDC方波控制以及FOC正弦波控制。 高通和英特尔推的飞控主芯片CES上我们看到了高通和英特尔展示了功能更为丰富的多轴飞行器，他们采用了比微控制器（MCU）更为强大的CPU或是ARM Cortex-A系列处理器作为飞控主芯片。例如，高通CES上展示的Snapdragon Cargo无人机是基于高通Snapdragon芯片开发出来的飞行控制器，它有无线通信、传感器集成和空间定位等功能。Intel CEO Brian Krzanich也亲自在CES上演示了他们的无人机。这款无人机采用了RealSense技术，能够建起3D地图和感知周围环境，它可以像一只蝙蝠一样飞行，能主动避免障碍物。英特尔的无人机是与一家德国工业无人机厂商Ascending Technologies合作开发，内置了高达6个英特的RealSense3D摄像头，以及采用了四核的英特尔凌动（Atom）处理器的PCI-express定制卡，来处理距离远近与传感器的实时信息，以及如何避免近距离的障碍物。这两家公司在CES展示如此强大功能的无人机，一是看好无人机的市场，二是美国即将推出相关法规，对无人机的飞行将有严格的管控。 多轴无人机的EMS/传感器某无人机方案商总经理认为，目前业内的玩具级飞行器，虽然大部分从三轴升级到了六轴MEMS，但通常采用的都是消费类产品如平板或手机上较常用的价格敏感型型号。在专业航拍以及专为航模发烧友开发的中高端无人机上，则会用到质量更为价格更高的传感器，以保障无人机更为稳定、安全的飞行。这些MEMS传感器主要用来实现飞行器的平稳控制和辅助导航。飞行器之所以能悬停，可以做航拍，是因为MEMS传感器可以检测飞行器在飞行过程中的俯仰角和滚转角变化，在检测到角度变化

无人机结构及系统

第1章 无人机结构与系统 一一无人机结构与系统分为结构和系统两个方面,其中无人机结构主要是指无人机的硬件结构,无人机系统主要是指无人机动力系统二控制站二飞行控制系统二通信导航系统二任务载荷系统和发射回收系统等三 1.1　无人机概述 一一18世纪后期,热气球在欧洲升空,迈出了人类翱翔天空的第一步三20世纪初期,美国莱特兄弟的 飞行者 号飞机试飞成功,开创了现代航空的新篇章三20世纪40年代初期第二次世界大战时,德国成功发射大型液体火箭V-2,把航天理论变成现实三1961年,苏联航天员加加林乘坐 东方1号 宇宙飞船在最大高度为301k m的轨道上绕地球一周,揭开了人类载人航天器进入太空的新篇章三 无人机的起源可以追溯到第一次世界大战,1914年英国的两位将军提出了研制一种使用无线电操纵的小型无人驾驶飞机用来空投炸弹的建议,得到认可并开始研制三1915年10月,德国西门子公司成功研制了采用伺服控制装置和指令制导的滑翔炸弹三1916年9月12日,第一架无线电操纵的无人驾驶飞机在美国试飞三1917 1918年,英国与德国先后研制成功无人遥控飞机三这些被公认为是遥控无人机的先驱三 随后,无人机被逐步应用于靶机二侦察二情报收集二跟踪二通信和诱饵等军事任务中,新时代的军用无人机很大程度上改变了军事战争和军事调动的原始形式三与军用无人机的百年历史相比,民用无人机技术要求低二更注重经济性三军用无人机技术的民用化降低了民用无人机市场进入门槛和研发成本,使得民用无人机得以快速发展三 目前,民用无人机已广泛应用于航拍二航测二农林植保二巡线巡检二防灾减灾二地质勘测二灾害监测和气象探测等领域三 未来,无人机将在智能化二微型化二长航时二超高速二隐身性等方向上发展,无人机的市场空间和应用前景非常广阔三 中国民用航空局飞行标准司在2016年7月11日颁布的‘民用无人机驾驶员管理规定“(A C-61-F S-2016-20-R1),其对无人机及相关概念作了定义三

无人机系统建设方案(初稿)--李仁伟--2018.09.21

监管场所无人机系统 建设方案 北京创羿兴晟科技发展有限公司 2018.9

目录 目录 目录 (1) 一、概述 (2) 1.1、背景 (2) 1.2、应用 (2) 1.3、方案依据标准规范 (3) 二、系统介绍 (5) 2.1、系统功能 (5) 2.2、功能及产品介绍 (5) 2.2.1、六旋翼无人机主机 (5) 2.2.2、航拍摄像 (12) 2.2.3、空中抛投 (25) 2.2.4、通信中继..................................... 错误！未定义书签。 2.3、无人机综合管控指挥平台 (29) 2.3.1、平台内容 (30) 2.3.2、软件架构 (31) 2.3.3、通信架构 (31) 2.3.4、客户端界面 (32)

一、概述 1.1、背景 无人机产业发展至今，已经成长为了一个完整的体系，在这个体系之下，无人机从功能上细分到了各个领域，除了航拍、植保等功用之外，无人机也在勘察、安检等领域拥有不错的发挥，其中安全巡逻无人机已经成为无人机市场中的一匹迅速崛起的黑马，并且还在不断地快速成长。运用高科技手段对监狱工作提供技术支持已刻不容缓。作为高度戒备监狱，监狱押犯规模大、在押罪犯刑期长、犯群结构复杂，为积极整合资源、推动高新技术应用、完善综合保障机制、增强突发事件应对能力。 无人机可完成包括巡航、实时监控、取证拍摄等一体化飞行及监控任务，并能将高清视频或高像素照片实时传输到执法终端。今后，它不仅会用于监管设施及周边区域的隐患排查，维护监管安全，为监狱指挥中心作出实时部署提供第一手资料；它还对开展隐蔽督察、视频督察、掌握狱情灾情和处置突发事件发挥重要作用。

(完整版)无人机飞行控制系统仿真研究本科生毕业论文

1 绪论 本章先主要介绍了无人机进无人机的特点，国内外研究现状和发展趋势及这篇文章的主要内容安排。 1.1无人机概述 无人机即无人驾驶飞机，也称为遥控驾驶飞行器，是机上没有驾驶员，靠自身程序控制装置操纵，自动飞行或者由人在地面或母机上进行遥控的无人驾驶飞行器，在它上面装有自动驾驶仪、程序控制系统、遥控与遥测系统、自动导航系统、自动着陆系统等，通过这些系统实现远距离控制飞行。无人机大体上由无人机载体、地面站设备(无线电控制、任务控制、发射回收等起降装置)以及有效负荷三部分组成。 无人机在航空业已有一百年的历史了。第一驾遥控航模飞机于1909年在美国试飞成功。1915年10月德国西门子公司研制成功采用伺服控制装置和指令制导的滑翔炸弹，它被公认为有控的无人机的先驱。世界上第一架无人机是英国人于1917年研制的。这是一架无线电操纵的小型单翼机，由于当时的许多技术问题，所以试验失败。一直到1921年英国才研制成可付诸实用的第一驾靶机。1918年德国也研制成第一驾无人驾驶的遥控飞机。1920年简氏《世界各地飞机》首次提到无人机。20世纪30年代初无线电操纵的无人靶机研制成功。在20世纪40至50年代，无人机逐渐得到了广泛使用，但这时主要是作为靶机使用。世界各国空军于20世纪50年代大量装备了无人驾驶飞机作为空靶。进入20世纪60年代后，美国出于冷战需要，将无人机研究重点放在侦察用途方面，这标志着无人机技术开始进入了以应用需求为牵引的快速发展时代。 由于无人机具有低成本、零伤亡、可重复使用和高机动等优点,因此

深受世界各国军队的广泛欢迎，近年来得到了快速发展。对于无人机而言，其自动飞行控制系统的设计是至关重要的，它的优劣程度直接影响到无人机各项性能(包括起飞着陆性能、作业飞行性能、飞行安全可靠性能、系统的自动化性和可维护性等)。因此，研究无人机的自动飞行控制技术具有十分重要的现实意义，尤其是在军事上的重要性己经得到国内外的高度重视，而无人机飞行控制系统是无人机能够安全、有效地完成复杂战术、战略使命的基本前提，因此迫切需要加强该领域的研究工作。 无人机的研制早在 20 世纪初就开始了，几乎与有人机同步，自30年代国外首次采用无线电操纵的模型飞机作为靶机以后，无人机的发展十分迅速。40年代，低空低速的小型活塞式靶机投入使用。50年代出现了高亚音速和超音速高性能的靶机，世界各国空军开始大量装备无人机作为空靶。60年代以后，随着微电子技术、导航与控制技术的发展，一些国家研制了无人驾驶侦察机，美国率先研制成功无人驾驶侦察机，并开始用于越战。无人机受到越来越多国家的青睐，发展迅猛。在1982年的中东战争中,以色列在贝卡谷地交战中，用“侦察兵”和“猛犬”无人机诱骗叙军的地空导弹的制导雷达开机，侦查获取了雷达的工作参数并测定了其所在位置。无人机的飞速发展是在海湾战争后，以美国为首的多国部队的无人机在海湾战争中成功地完成了战场侦察、火炮校射、通信中继和电子对抗任务。无人机的研制成功和战场运用，揭开了以远距离攻击型智能化武器、信息化武器为主导的“非接触性战争”的新篇章，由此引发了无人机及其飞行控制研究的热潮。 美国、英国、法国、德国、以色列、澳大利亚等国都针对这个领域投入了相当的研究力量。究其原因，用无人机替代有人驾驶飞机可以降低生产成本，便于运输、维修和保养，而且不用考虑人的生理和心理承受极限。未来无人机在军事和民事上都有广泛的应用前景。在军事领域，采用无人

无人机组成

无人机组成 无人机组成（1）：撑起所有部件的机架 所谓“机架”，是指无人机的承载平台，所有设备都是用机架承载起来飞上天上的， 所以无人机的机架好坏，很大程度上决定了这部无人机好不好用。衡量一个机架 的好坏，可以从坚固程度、使用方便程度、元器件安装是否合理等等方面考察。 现在常见的无人机，多数指多轴飞行器的形式，机架的组成与上图这样的大 同小异，主要由中心板、力臂、脚架组成，有着结构简单的特点，但缺点是效率 较低。这是本频道主要关注的无人机形式。 更久一点的无人机，会是这种直升机形式，只有一个主螺旋桨（配合尾螺旋 桨低消旋转反扭力）。直升机形式的无人机，由于效率更高，更适合高原、大风 等环境，但由于主螺旋桨“杀伤力”太大，而家直升机旋翼头结构复杂，现在是越

来越少见到了。 还有一种无人机形式，是上图这样的固定翼，有着结构简单、效率高、续航 时间长等特点，但缺点就是不能悬停，以及云台安排不太灵活，这对于常见的航 拍来说是致命的。所以固定翼无人机常用于侦查监视、测绘等需要长距离、长续 航的拍摄情况。 多轴飞行器，顾名思义就是有多个螺旋桨，通过螺旋桨转速的不同而实现上 升下降、左右旋转、前进后退等等动作。多轴飞行器的轴数，从两轴开始，到十 多轴都有，但常见的还是以3、4、6、8轴为主。轴数越多、螺旋桨越多、机架 的负载就越大，但相对地结构也就变得越复杂。 多轴还有一个概念，就是“轴距”，用于表达机架的尺寸大小。轴距是指对角 线两个螺旋桨中心的距离，单位通常是毫米（mm）。机架大小决定了能多多大 的螺旋桨，从而决定了机架的负载能力（能携带多大的摄影设备上天）。

一般来说，搭载GoPro等运动相机/摄像机或者小卡片相机，可以选择四轴、 轴距330-550mm的机架，可以兼顾载重与便携。搭载微单、无反等相机的话， 可以选择六轴或八轴、轴距700-1000mm的机架，保证足够的负载能力与机架大 小。而想搭载全画幅单反、电影机等等重型设备的话，基本上都需要动用到八轴、 1000mm以上的机架，才能有足够的负载能力，否则很容易出现动力不足而产生 的坠机意外。 无人机组成（2）：飞行的大脑“飞控” “飞控”是指无人机的飞行控制器，用于自动化保持飞行器处于一个特定的状态（悬停、飞行等）。由于无人机经常处于“超视距”的环境飞行，所以自动化控制的飞控对于无人机来说是不能缺少的。好的飞控，还会搭配不少有 用的功能，方便控制者进行复杂的运动。 本文以多轴飞行器的飞控为主。多轴飞行器的飞控，主要由主控器（上图左上）、姿态感应器（上图右上）、

无人机概述与系统组成

无人机概述及系统组成 无人机（ UAV）的定义 无人机驾驶航空器（UA： Unmanned Aircraft ），是一架由遥控站管理（包括远程操纵或自主飞行）、不搭 载操作人员的一种动力空中飞行器，采用空气动力为飞行器提供所需的升力，能够自动飞行或远程引导；既能一次性使用也能进行回收；能够携带致命性和非致命性有效负载。 以下简称无人机。 无人机系统的定义及组成 无人机系统（ UAS：Unmanned Aircraft System），也称无人驾驶航空器系统（RPAS：Remotely Piloted Aircraft System），是指一架无人机、相关的遥控站、所需的指令与控制数据链路以及批准的 型号设计规定的任何其他部件组成的系统，无人机系统包括地面系统、飞机系统、任 务载荷和无人机使用保障人员。 无人机系统驾驶员的定义 无人机系统驾驶员，由运营人指派对无人机的运行负有必不可少职责并在飞行期间适时操纵飞行控制的人。 无人机系统的机长，是指在系统运行时间内负责整个无人机系统运行和安全的驾驶员。 无人机和航模的区别 一、定义不同 无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。航 空模型是一种重于空气的，有尺寸限制的，带有或不带有动力装置的，不能载人的航 空器，就叫航空模型。 二、飞行方式不同 唯一的区别在于是否有导航飞控系统，能否实现自主飞行。通俗来说，无人机可以实现自主飞行，而航模不可以，必须由人来通过遥控器控制。也就是无人机的本身是带了“大脑”飞行，可能“大脑”受限于人 工智能，没有人脑灵光。但是航模的“大脑”始终是在地面，在操纵人员的手上。 三、用途不同 无人机更偏向于军事用途或民用特种用途，而航空模型更接近于玩具。昆明劲鹰无人机专业从事航测无人机设备的设计、生产、销售、及航测航拍服务，费用低、技术强、工期短、精度高，是中国技术顶尖

无人机概述及系统组成

无人机概述及系统组成 无人机(UAV)的定义 无人机驾驶航空器(UA:Unmanned Aircraft),就是一架由遥控站管理(包括远程操纵或自主飞行)、不搭载操作人员的一种动力空中飞行器,采用空气动力为飞行器提供所需的升力,能够自动飞行或远程引导;既能一次性使用也能进行回收;能够携带致命性与非致命性有效负载。 以下简称无人机。 无人机系统的定义及组成 无人机系统(UAS:Unmanned Aircraft System),也称无人驾驶航空器系统(RPAS:Remotely Piloted Aircraft System),就是指一架无人机、相关的遥控站、所需的指令与控制数据链路以及批准的型号设计规定的任何其她部件组成的系统,无人机系统包括地面系统、飞机系统、任务载荷与无人机使用保障人员。 无人机系统驾驶员的定义 无人机系统驾驶员,由运营人指派对无人机的运行负有必不可少职责并在飞行期间适时操纵飞行控制的人。 无人机系统的机长,就是指在系统运行时间内负责整个无人机系统运行与安全的驾驶员。 无人机与航模的区别 一、定义不同 无人机就是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。航空模型就是一种重于空气的,有尺寸限制的,带有或不带有动力装置的,不能载人的航空器,就叫航空模型。 二、飞行方式不同

唯一的区别在于就是否有导航飞控系统,能否实现自主飞行。通俗来说,无人机可以实现自主飞行,而航模不可以,必须由人来通过遥控器控制。也就就是无人机的本身就是带了“大脑”飞行,可能“大脑”受限于人工智能,没有人脑灵光。但就是航模的“大脑”始终就是在地面,在操纵人员的手上。 三、用途不同 无人机更偏向于军事用途或民用特种用途,而航空模型更接近于玩具。昆明劲鹰无人机专业从事航测无人机设备的设计、生产、销售、及航测航拍服务,费用低、技术强、工期短、精度高,就是中国技术顶尖的航测航拍无人机设计制造及航飞服务商。 四、组成不同 无人机比航模要复杂。航空模型由飞行平台、动力系统、视距内遥控系统组成。主要就是为了大众的观赏性,追求的就是外表的像真或就是飞行优雅等,科技含量并不高。无人机系统由飞行平台、动力系统、飞控导航系统、链路系统、任务系统、地面站等组成。主要就是为了完成特定任务,追求的就是系统的任务完成能力,科技含量高。部分高档的航空模型与低档的无人机在飞行平台、动力系统部分并无太大区别。 五、使用不同 无人机多执行超视距任务,最大任务半径上万公里。通过机载导航飞控系统自主飞行。通过链路系统上传控制指令与下传任务信息。航模通常在目视视距范围内飞行,控制半径小于800米,操作人员目视飞机,通过手中的遥控发射机操纵飞机,机上一般没有任务设备。很多无人机系统也有类似航模的能力,可以在视距内直接遥控操作。 六、管理不同 在我国,航空模型由国家体委下属航空运动管理中心管理。在我国,民用无人机由民航局统一管理,军用无人机由军方统一管理。 按平台构型分类 按飞行平台构型分类:无人机可分为固定翼无人机、旋翼无人机、无人飞艇、伞翼无人机、扑翼无人机等。 按用途分类 军用无人机可分为侦察无人机、诱饵无人机、电子对抗无人机、通信中继无人机、无人战斗机以及

无人机综合知识简介

无人机综合知识简介 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

无人机综合知识简介 1、无人机(UAV)的概念 无人机（Unmanned Aerial Vehicle）就是利用无线遥控或程序控制来执行特定航空任务的飞行器，指不搭载操作人员的一种动力空中飞行器，采用空气动力为飞行器提供所需的升力，能够自动飞行或远程引导；既能一次性使用也能进行回收；能够携带致命性和非致命性有效负载。 2、无人机系统的一般组成 无人机系统包括地面系统、飞机系统、任务载荷和无人机使用保障人员。如下图： 3、无人机的一般分类 按用途分： 无人侦察机、电子战无人机、靶机、反辐射无人机、对地攻击无人机、通信中继无人机、火炮较射无人机、特种无人机、诱饵无人机。 按飞行方式分： 固定翼无人机、旋翼无人机、扑翼无人机、飞艇。 4、无人机的飞行控制 无人机上没有驾驶员，所以无人机和飞行靠“遥控”或“自控飞行”。 （1）遥控飞行 遥控即对被控对象继续远距离控制，主要无线电遥控。 遥控信号：遥控站通过发射机向无人机发送无线电波，传递指令，无人机上的接收机接收并译出指令的内容，通过自动驾驶仪按指令操纵舵面，或通过其他接口操纵机上的任务载荷。遥控站设有搜索和跟踪雷达，他们测量无人机在任意时刻相对地面的方位角、俯仰角、距离和高度等参数，并把这些参数输入到计算机，计算后就能绘出无人机的实际航迹，与预定航线比较，就能求出偏差，然后发送指令进行修正。 此外，无人机还装备有无线电应答器，也叫信标机。它能在收到雷达的询问信号后，发回一个信号给雷达。由于信标机发射的信号比无人机发射的雷达信号要强得多，起到增加跟踪雷达的探测距离。 下传信号：遥控指令只包含航迹修正信号是显然不够的，在飞行中无人机会受到各种因素的影响，无人机的飞行姿态也在不断变化，所以指令还需要包括对飞行姿态的修正内容。 无人机上的传感器一直在收集自身的姿态信息，这些信息通过下传信号送到遥测终端，遥测终端分析这些信息后就能给出飞行姿态的遥控修正指令。 遥控飞行的利弊： 利：有利于简化无人机的设计，降低制造成本，提高战术使用的灵活性。 弊：受无线电作用距离的限制，限制通讯距离通常只可达到320KM~480KM；容易受到电子干扰。 自控飞行： 自控飞行不依赖地面控制，一切动作都自动完成的飞行。为此，机上需要有一套装置来保证飞行航向和飞行姿态的正确，这套装置就是导航装置。通常的导航装置有： 1.惯性导航 在机载设备上，它一般简称惯导。惯性导航是以牛顿力学为基础，依靠安装在载体内部的加速度计测量载体在三个轴向的加速度，经积分运算后得到载体的瞬时速度和位置，以及测量载体的姿态的一种导航方式。惯性导航完全依赖机载设备自主完成导航任务，工作时不依赖外界信息，也不向外界辐射能量，不易受到干扰，不受气象条件限制。

旋翼无人机的组成部分

旋翼无人机的组成部分 1、动力系统 （1）电动机 小型四旋翼无人机（轴距250mm左右）大都选用KV2000左右（配5-6寸桨）的电机。 （2）电子调速器 电子调速器用于驱动无刷直流电机，比较重要的参数是工作电流，刷新频率，重量。一般而言，当前市场上的大部分电子调速器的刷新频率都大于400hz。 （3）电调连接板 电调连接板，其本质为一块电源配电板，用于简化电池与电调、电调与飞控之间的电气连接，同时可以避免导线拆装时的反复焊接。 （4）桨叶 桨叶与电机的搭配主要是从机架大小、能否提供足够动力这两方面进行考虑。 （5）电池 现在几乎所有的四旋翼无人机都使用锂电池，主要考量电池的容量、放电速率、自身重量。如：ACE格瑞普2200mAh锂电池，充电倍率20C，重量186g，尺寸25mm*34mm*105mm 2、支撑和外观系统 支撑和外观系统（机架）是指无人机的承载平台，所有设备都是用机架承载起来飞上天上的，所以无人机的机架好坏，很大程度上决定了这部无人机的使用寿命。衡量一个机架的好坏，可以从坚固程度、使用方便程度、元器件安装是否合理等等方面考察。 现在常见的无人机，多数指多轴飞行器的形式，机架的组成大同小异，主要由中心板、力臂、脚架组成，有结构简单的特点。 多轴飞行器的轴数，从两轴开始，到十多轴都有，但常见的还是以4、6、8轴为主。轴数越多、螺旋桨越多、机架的负载就越大，但相对地结构也就变得越复杂。 3、飞控制系统 （1）飞控原理 四旋翼飞行器的控制系统分为两个部分：飞行控制系统和无刷直流电机调速系统。飞行控制系统通过IMU惯性测量单位（由陀螺传感器和加速度传感器组成）检测飞行姿态，通过无线通讯模块与地面遥感器通讯。4个无刷直流电机调速系统总线与飞行控制器通信，通过

无人机概述及系统组成

无人机概述及系统组成 无人机（UAV）的定义 无人机驾驶航空器（UA：Unmanned Aircraft），是一架由遥控站管理（包括远程操纵或自主飞行）、不搭载操作人员的一种动力空中飞行器，采用空气动力为飞行器提供所需的升力，能够自动飞行或远程引导；既能一次性使用也能进行回收；能够携带致命性和非致命性有效负载。 以下简称无人机。 无人机系统的定义及组成 无人机系统（UAS：Unmanned Aircraft System），也称无人驾驶航空器系统（RPAS：Remotely Piloted Aircraft System），是指一架无人机、相关的遥控站、所需的指令与控制数据链路以及批准的型号设计规定的任何其他部件组成的系统，无人机系统包括地面系统、飞机系统、任务载荷和无人机使用保障人员。 无人机系统驾驶员的定义 无人机系统驾驶员，由运营人指派对无人机的运行负有必不可少职责并在飞行期间适时操纵飞行控制的人。 无人机系统的机长，是指在系统运行时间内负责整个无人机系统运行和安全的驾驶员。 无人机和航模的区别 一、定义不同 无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。航空模型是一种重于空气的，有尺寸限制的，带有或不带有动力装置的，不能载人的航空器，就叫航空模型。 二、飞行方式不同 唯一的区别在于是否有导航飞控系统，能否实现自主飞行。通俗来说，无人机可以实现自主飞行，而航模不可以，必须由人来通过遥控器控制。也就是无人机的本身是带了“大脑”飞行，可能“大脑”受限于人工智能，没有人脑灵光。但是航模的“大脑”始终是在地面，在操纵人员的手上。 三、用途不同 无人机更偏向于军事用途或民用特种用途，而航空模型更接近于玩具。昆明劲鹰无人机专业从事航测无人机设备的设计、生产、销售、及航测航拍服务，费用低、技术强、工期短、精度高，是中国技术顶尖的航测航拍无人机设计制造及航飞服务商。

无人机系统组成

无人机系统组成 为读者介绍各个系统的功能，要记住所有分系统都不是孤立的，而是构成全系统的一部分。控制站 控制站通常是地面的，或舰载的，也可能是机载的位于母机上，控制站是飞行操控中心，实现人机交互，一般是无人机任务预规划中心。如果是这样，该站成为任务规划与控制站。有时也有这种情况，任务规划在指挥中心完成，然后将数据传输给控制站进行执行，这种应用方式通常比较少。 通过控制站，控制人员利用上行通信链路给飞机发送指令，控制飞机飞行、操控所携带的各个任务载荷。同样。通过下行通信链路，飞机回传信息和图像到达操控人员面前。信息包括载荷数据、机上各个分系统的状态信息（监测数据）、位置信息等，飞机的发射与回收可通过主控制站或基于卫星的控制站（辅助的）完成。 控制站经常集成有与外界联系的通信系统，主要完成获取天气信息、各个系统间的网络信息传输，接收上级下达的任务，给上级或其他部门回报信息等。 任务载荷 任务载荷的类型和性能是由所完成的任务决定的，包括： （1）简单的载荷子系统由固定焦距无稳定平台的摄像机构成。 （2）视频成像系统具有较强的功能，其焦距较长，具有局部放大能力。可摇摆倾斜、带有陀螺仪稳定的转台。 （3）高功率雷达，包括供电单元。 一些功能更强的无人机在一个任务载荷单元中或多个任务载荷单元，可携带多个不同类型的载荷，通过对于来自不同传感器数据的处理和融合，提高信息获取能力，或者得到单从一传感器不能获得的信息。 无人飞机 飞机的主要功能是承载任务载荷到达工作地点，同时也搭载飞机飞行所需的子系。这些子系统包括通信链路、增稳与控制设备、发动机以及燃油、发供电设备，飞机机体，还有用于发射、任务载荷、回收等装置。 飞机结构设计还需考虑的主要因素是作用距离、飞行速度、续航时间，这些性能是根据任务