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前言
一、总体概况
二、机身
三、涵道
四、动力系统
1、 螺旋桨 2、电机
3、电调
4、电池
五、遥控器
六、自动驾驶仪#xff08;飞控#xff09;
1、组成
#xff08;1#xff09;传感器
#xff08;2#xff09;接口
2、飞控的连接
3、控制逻辑
4… 目录
前言
一、总体概况
二、机身
三、涵道
四、动力系统
1、 螺旋桨 2、电机
3、电调
4、电池
五、遥控器
六、自动驾驶仪飞控
1、组成
1传感器
2接口
2、飞控的连接
3、控制逻辑
4、作用
5、产品
七、地面站
八、数传
九、深度相机
总结
参考文献 前言
四旋翼飞机在当今时代越来越普及也得到了更加广泛的应用。本文主要介绍一些四旋翼的基本知识。 一、总体概况 总体框架主要包括机架动力系统和指挥控制系统
机架机身机臂和起落架
动力系统电机电调电池和螺旋桨
指挥控制系统遥控器遥控器接收机GPS接收机自驾仪飞控板数传电台和地面站
飞机内部的主要布线如下 二、机身
指标参数
1重量
2轴距外圈电机组成的圆周的直径 F450、F550中的“450”、“550”指的是轴距
3布局 三、涵道 涵道作用
保护桨叶、人提高桨叶拉力效果减少噪音
工作原理
当螺旋桨工作时进风口内壁空气速度快静压小而进风口外壁静压大因此涵道能产生附加拉力。 四、动力系统
动力系统主要包括电机电调电池和螺旋桨 1、 螺旋桨 假设螺旋桨在一种不能流动的介质中旋转那么螺旋桨每转一圈就会向前进一个距离就称为螺距或桨距螺旋桨一般用4个数字表示其中前面2位是螺旋桨的直径后面2位是螺旋桨的螺距。比如1045桨的直径为10英寸而螺距为4.5英寸二叶桨力效应更大但直径更大 2、电机 无刷直流电机的KV值指的是空载情况下外加1V电压得到的电机转速值单位RPM大型螺旋桨可以选用KV值较小的电机而小型螺旋桨可以选用KV值较大的电机
3、电调 电调全称电子调速器英文Electronic Speed Control简称ESC电调最基本的功能就是电机调速
无刷电调最主要的参数是电调的功率通常以安数A来表示如10A、20A、30A。不同电机需要配备不同安数的电调安数不足会导致电调甚至电机烧毁。
4、电池 现在用来做航模动力的电池有很多常见的有锂聚合物电池LiPo和镍氢电池NiMh主要源于其优良的性能与价格优势
单节电压3.7V3S1P表示3片锂聚合物电池的串联电压是11.1V其中S是串联P表示并联。又如2S2P电池表示2片锂聚合物电池的串联然后两个这样的串联结构并联总电压是7.4V容量是单个电池的两倍。 五、遥控器 常用的无线电频率是72MHz与2.4GHz目前采用的最多的是2.4GHz遥k控器。2.4GHz技术属于微波领域有如下几个优点频率高、同频几率小、功耗低、体积小、反应迅速、控制精度高调制方式为PCM、PPM、脉冲位置调制三种 六、自动驾驶仪飞控 1、组成
注以固定翼为例 全球定位系统GPS接收器惯性测量单元IMU包括三轴加速度计、三轴陀螺仪、电子罗盘或磁力计目的是得到多旋翼的姿态信息气压计测量高度微型计算机接口
1传感器 2接口 2、飞控的连接
使用数传连接地面站和飞控时波特率为57600使用usb线连接地面站和飞控波特率为115200 波特率表示单位时间内传送的码元符号的个数它是对符号传输速率的一种度量它用单位时间内载波调制状态改变的次数来表示波特率即指一个单位时间内传输符号的个数。在计算机网络通信中波特率指单片机或计算机在串口通信时的速率指的是信号被调制以后在单位时间内的变化即单位时间内载波参数变化的次数模拟线路信号的速率串行接口简称串口也称串行通信接口或串行通讯接口通常指COM接口是采用串行通信方式的扩展接口。串行接口 Serial Interface是指数据一位一位地顺序传送。其特点是通信线路简单只要一对传输线就可以实现双向通信可以直接利用电话线作为传输线从而大大降低了成本特别适用于远距离通信但传送速度较慢。
3、控制逻辑
捷联式惯性导航系统载体上的加速度计、陀螺仪这两种惯性原件去分别测出飞行器的角运动信息和线运动信息与初始姿态、初始航向、初始位置一起交给计算模块由计算模块推算出飞机的姿态、速度、航向、位置等导航参数的自主式导航方法。卡尔曼滤波算法当传感器不足以达到所需的导航精度为了补偿导航系统的不足常常使用其他导航设备减小误差。卡尔曼滤波算法可以将来自惯性导航系统与其他导航装置的数据如惯性导航系统计算的位置对照GPS接收机给出的位置信息加以混合利用估计和校正未知的惯性导航系统误差。PID控制算法PID控制器是一种线性控制器它主要根据给定值和实际输出值构成控制偏差然后利用偏差给出合理的控制量。采用PID控制算法来实现无人机的姿态和轨迹控制。
4、作用
感知解决飞行器在哪里的问题控制解决飞行器怎么去的问题决策解决飞行器去哪儿的问题
5、产品
APM全名Ardupilot Mega2007年推出的基于Arduino平台研发的自动驾驶仪是较为早期开源并且持续至今的开源无人机项目。现在已经停产。Pixhawk前身是APM由于APM的处理器接近满负荷8位处理器所以硬件厂商3DR推出了32位ARM处理器第一代产品是PX4系列第二代产品是Pixhawk。 七、地面站
一个调试检测飞控的工具。比较常见的有Mission Planner简称MP和QGroundControl简称QGC传输协议都是MAVLink。 MP地面站主要用APM固件多一些 QGC地面站用PX4固件多一点MAVLink一种轻量级的传输协议用于无人机之间或机载组件之间的通信。 八、数传
数传是用于飞控和地面站之间的数据传输。简单说是一条数据线但是它是无线的。目的是调参方便、遥测数据、远程监控不用插线而且可以在飞行过程中调参传回飞控的飞行数据。 九、深度相机 总结
本文简要记录四旋翼无人机的基本组成 参考文献
内容均来自网络
