無人機操控技術1.2無人機的飛行原理與基本結(jié)構(gòu)DronecontroltechnologyDRONESDRONESCONTENTS目錄01認識無人機系統(tǒng)Understandunmannedaerialsystems無人機的組成結(jié)構(gòu)Thestructureofthedrone無人機飛行原理Principlesofdroneflight0203DRONES認識無人機系統(tǒng)01UnderstandingunmannedaerialsystemsDRONES認識無人機系統(tǒng)01飛控系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)發(fā)射回收系統(tǒng)無人機系統(tǒng)飛行管理與控制系統(tǒng)，相當于無人機系統(tǒng)的“心臟”部分，對無人機的穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、精確度、實時性等都有重要影響，對其飛行性能起

決定性的作用飛控系統(tǒng)認識無人機系統(tǒng)01保證對遙控指令的準確傳輸，以及無人機接收、發(fā)送信息的實時性和可靠性，以保證信息反饋及時有效并順利、準確地完成任務。數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)認識無人機系統(tǒng)01保證無人機順利升空并達到安全的高度和速度進行飛行，在執(zhí)行任務完成后保障無人機從天空安全回落到地面發(fā)射回收系統(tǒng)認識無人機系統(tǒng)01DRONES無人機的組成結(jié)構(gòu)02ThestructureofthedroneDRONES無人機的組成結(jié)構(gòu)02飛行器機架飛行控制系統(tǒng)動力系統(tǒng)通信系統(tǒng)輔助設備系統(tǒng)電氣系統(tǒng)無人機組成結(jié)構(gòu)行器機架（FlyingPlatform）大小取決于槳翼的尺寸及電機（馬達/馬達）的體積。如槳翼愈長，馬達愈大，機架大小便會隨之而增加。機架一般采用輕物料制造，以減輕無人機的負載量無人機的組成結(jié)構(gòu)02飛行控制系統(tǒng)（FlightControlSystem）簡稱飛控，一般會內(nèi)置控制器、陀螺儀、加速度計和氣壓計等傳感器。無人機便是依靠這些傳感器來穩(wěn)定機體，再配合GPS及氣壓計數(shù)據(jù)，便可把無人機鎖定在指定的位置及高度無人機的組成結(jié)構(gòu)02無人機的組成結(jié)構(gòu)02無人機的動力系統(tǒng)主要由槳翼和馬達所組成。當槳翼旋轉(zhuǎn)時，便可以產(chǎn)生反作用力來帶動機體飛行。系統(tǒng)內(nèi)設有電調(diào)控制器（ElectronicSpeedControl），用于調(diào)節(jié)馬達的轉(zhuǎn)速。無人機的組成結(jié)構(gòu)02遙感通信系統(tǒng)提供遙控與飛機之間數(shù)據(jù)鏈路（上行和下行），主要功能用于無人機系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸、載荷通信的無線電鏈路。無人機常用的通訊技術有1.4GHz、2.4GHz、5.8GHz等。無人機電氣系統(tǒng)可分為機載電氣系統(tǒng)和地面供電系統(tǒng)兩部分。機載電氣系統(tǒng)主要由主電源、應急電源、電氣設備的控制與保護裝置及輔助設備組成。供電系統(tǒng)的功能是向無人機各用電系統(tǒng)或設備提供滿足預定設計要求的電能，為無人機電氣系統(tǒng)的各種電源部分無人機的組成結(jié)構(gòu)02無人機的組成結(jié)構(gòu)02輔助設備系統(tǒng)主要包括無人機外掛平臺（簡稱云臺）、外掛輕型相機、無線圖像傳輸系統(tǒng)。DRONES無人機飛行原理03PrinciplesofdroneflightDRONES無人機的動力系統(tǒng)主要由槳翼和馬達所組成，其飛行原理從根本上來說就是電機帶動螺旋槳旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生升力。根據(jù)伯努利定理，螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生氣壓差：空氣流速快，壓強?。涣魉俾?，壓強大，從而產(chǎn)生托舉力。無人機的飛行原理03多旋翼無人機操控原理03四旋翼無人機的飛行模式有2種如圖所示，左圖為十字模式，右圖為X字模式認識無人機系統(tǒng)01升降運動控制偏航旋轉(zhuǎn)運動控制俯仰運動控制多旋翼無人機操控原理水平運動控制橫滾運動控制當同時增加或減小4個旋翼的升力時，無人機垂直上升或下降；當四旋翼產(chǎn)生的升力總和等于機體的自重時,四旋翼無人機便保持平衡狀態(tài)。四個旋翼同時增加升力，無人機就開始垂直上升；反之，無人機垂直下降。無人機的飛行原理03升降運動控制當順時針旋轉(zhuǎn)的一對旋翼與逆時針旋轉(zhuǎn)的另一對旋翼轉(zhuǎn)速不同時，不平衡的反扭矩就會引起機體轉(zhuǎn)動，達到方向(航向)控制目的，也就是這里所說的偏航運動控制。在懸停狀態(tài)下，M1和M3同時增加升力，M2和M4同時減小升力，無人機就開始向右（從上往下看順時針）偏航；反之則向左偏航。無人機的飛行原理03偏航旋轉(zhuǎn)運動控制在保持左右兩個旋翼轉(zhuǎn)速不變的情況下，增加（或減少）前面旋翼的轉(zhuǎn)速，并相應減少（或增加）后面旋翼的轉(zhuǎn)速,使得前后兩個旋翼存在升力差，從而引起機身的俯仰運動。當M2、M4的升力保持不變，M1增加升力，M3減小升力，無人機就開始向前做抬頭運動。無人機的飛行原理03俯仰運動控制在保持前后兩個旋翼轉(zhuǎn)速不變的情況下，增加（或減少）左面旋翼的轉(zhuǎn)速，并相應減少（或增加）右面旋翼的轉(zhuǎn)速，使得左右兩個旋翼存在升力差,從而引起機身的橫滾運動。當M1、M3的升力保持不變，M2增加升力，M4減小升力，無人機就開始向右做橫滾運動。無人機的飛行原理03橫滾運動控制水平方向運動控制，也就是控制無人機進行前后或左右的平動，首先通過控制無人機進行俯仰運動，然后將后面兩個漿翼轉(zhuǎn)速提高，推動無人機進行向前平動。比如，要操控無人機進行前飛運動，首先控制無人機做低頭運動，然后保持低頭姿態(tài)，無人機就開始做前飛行運動。無人機的飛行原理03水平運動控制任務實施03

對大疆Mavic3無人機進行深入的分析和研究，探討其系統(tǒng)、構(gòu)成以及適用場景，以期為自己的無人機使用和航拍創(chuàng)作提供更多參考，并完成下表的填寫。調(diào)研機型

飛行器機架飛行器尺寸

是否能折疊

是

否是否能拆卸

是

否電池續(xù)航時間

飛行控制系統(tǒng)

導