无人机飞行管理与控制系统 Flight management and control for UAV (Unmanned Aerial Vehicle) PPT演讲：胡蓉 mp4
无人机飞行管理与控制系统 Flight management and control for UAV （Unmanned Aerial Vehicle） PPT演讲：胡蓉 mp4
组成 〉飞控系统顾名思义就是飞行控制系统，主要由陀螺仪（飞行姿态感 知)、加速计、地磁感应、气压传感器（悬停控制）、GPS模块（选装）、 以及控制电路组成，主要的功能就是自动保持飞机的正常飞行姿态。 飞控系统是无人机的大脑。飞控一般包括传感器、机载计算机和伺 服作动设备三大部分，实现的功能主要有无人机姿态稳定和控制、 无人机任务设备管理和应急控制三大类。 GPS 气压传感器 GPS馍映
组成 〉飞控系统顾名思义就是飞行控制系统，主要由陀螺仪(飞行姿态感 知)、加速计、地磁感应、气压传感器(悬停控制)、GPS模块(选装)、 以及控制电路组成，主要的功能就是自动保持飞机的正常飞行姿态。 飞控系统是无人机的大脑。飞控一般包括传感器、机载计算机和伺 服作动设备三大部分，实现的功能主要有无人机姿态稳定和控制、 无人机任务设备管理和应急控制三大类。 陀螺仪 气压传感器 GPS模块
飞控的框图流程 任务管理 制导 飞行控制 舵问路 无人机 速率陀螺 垂直陀缩 磁航向传感器 GPS天我 动静压传是器
飞控的框图流程
m 动力系统 旋奖 智能电池 摄像机 遥控器
工作原理 电机 四旋翼飞行器通过调节四个电机转 旋翼 速来改变旋翼转速，实现升力的变 飞行控制计篑机 化，从而控制飞行器的姿态和位置。 四旋翼飞行器是一种六自由度的垂 电机2 电机4 直升降机，但只有四个输入力，同 时却有六个状态输出，所以它又是 支架 一种欠驱动系统。旋翼转动过程中 由于空气阻力作用会形成与转动方 电机3 向相反的反扭矩，为了克服反扭矩 影响，可使四个旋翼中的两个正转， 图1.1四旋翼飞行器的结构形式 两个反转，且对角线上的各个旋翼 转动方向相同
工作原理 四旋翼飞行器通过调节四个电机转 速来改变旋翼转速，实现升力的变 化，从而控制飞行器的姿态和位置。 四旋翼飞行器是一种六自由度的垂 直升降机，但只有四个输入力，同 时却有六个状态输出，所以它又是 一种欠驱动系统。旋翼转动过程中 由于空气阻力作用会形成与转动方 向相反的反扭矩，为了克服反扭矩 影响，可使四个旋翼中的两个正转， 两个反转，且对角线上的各个旋翼 转动方向相同
垂直适动： 同时增加四个电机的输出功率， 旋翼转速增加使得总的拉力增大， 当总拉力足以克服整机的重量时， 四旋翼飞行器便离地垂直上升： (a)垂直运动 反之垂直下降直至平衡落地：当 无外界干扰时，在旋翼产生的升 力等于飞行器的自重时，飞行器 便保持悬停状态
垂直运动： 同时增加四个电机的输出功率， 旋翼转速增加使得总的拉力增大， 当总拉力足以克服整机的重量时， 四旋翼飞行器便离地垂直上升： 反之垂直下降直至平衡落地：当 无外界干扰时，在旋翼产生的升 力等于飞行器的自重时，飞行器 便保持悬停状态
俯仰运动： 在图(b)中，电机1的转速上升， 电机3的转速下降（改变量大小 应相等)，电机2、电机4的转 速保持不变。由于旋翼1的升力 上升，旋翼3的升力下降，产生 (6)俯仰运动 的不平衡力矩使机身绕y轴旋转， 同理，当电机1的转速下降，电 机3的转速上升，机身便绕y轴向 另一个方向旋转，实现飞行器的 俯仰运动
俯仰运动： 在图（b）中，电机 1的转速上升， 电机 3 的转速下降（改变量大小 应相等），电机 2、电机 4 的转 速保持不变。由于旋翼1 的升力 上升，旋翼 3 的升力下降，产生 的不平衡力矩使机身绕 y 轴旋转， 同理，当电机 1 的转速下降，电 机 3的转速上升，机身便绕y轴向 另一个方向旋转，实现飞行器的 俯仰运动
薄转递动： 与图b的原理相同，在图c 中，改变电机2和电机4的转 速，保持电机1和电机3的转 速不变，则可使机身绕x轴 旋转（正向和反向），实现 (c)滚转运动 飞行器的滚转运动
滚转运动： 与图 b 的原理相同，在图 c 中，改变电机 2和电机 4的转 速，保持电机1和电机 3的转 速不变，则可使机身绕 x 轴 旋转（正向和反向），实现 飞行器的滚转运动
青后通动：要想实现飞行器在水平面内前后、左右的运动，必 须在水平面内对飞行器施加一定的力。增加电机3转速，使拉 力增大，相应减小电机1转速，使拉力减小，同时保持其它两 个电机转速不变，反扭矩仍然要保持平衡。按图的理论，飞 行器首先发生一定程度的倾斜，从而使旋翼拉力产生水平分量， 因此可以实现飞行器的前飞运动。向后飞行与向前飞行正好相 反。（在图b图C中，飞行器在产生俯仰、翻滚运动的同时也 会产生沿X、y轴的水平运动。) 倾向运动：由于结构对称，所以倾向飞行的工作原理与前后运 动完全一样
前后运动：要想实现飞行器在水平面内前后、左右的运动，必 须在水平面内对飞行器施加一定的力。增加电机 3转速，使拉 力增大，相应减小电机 1转速，使拉力减小，同时保持其它两 个电机转速不变，反扭矩仍然要保持平衡。按图 b的理论，飞 行器首先发生一定程度的倾斜，从而使旋翼拉力产生水平分量， 因此可以实现飞行器的前飞运动。向后飞行与向前飞行正好相 反。（在图 b 图 c中，飞行器在产生俯仰、翻滚运动的同时也 会产生沿 x、y轴的水平运动。） 倾向运动：由于结构对称，所以倾向飞行的工作原理与前后运 动完全一样
偏航递动： 当四个电机转速相同时，四个旋翼产 生的反扭矩相互平衡，四旋翼飞行器 不发生转动；当四个电机转速不完全 相同时，不平衡的反扭矩会引起四旋 (d)偏航运动 翼飞行器转动。在图d中，当电机1和 电机3的转速上升，电机2和电机4 的转速下降时，旋翼1和旋翼3对机身 的反扭矩大于旋翼2和旋翼4对机身的 反扭矩，机身便在富余反扭矩的作用 下绕z轴转动，实现飞行器的偏航运 动，转向与电机1、电机3的转向相反
偏航运动： 当四个电机转速相同时，四个旋翼产 生的反扭矩相互平衡，四旋翼飞行器 不发生转动；当四个电机转速不完全 相同时，不平衡的反扭矩会引起四旋 翼飞行器转动。在图 d中，当电机 1和 电机 3 的转速上升，电机 2 和电机 4 的转速下降时，旋翼 1和旋翼3对机身 的反扭矩大于旋翼2和旋翼4对机身的 反扭矩，机身便在富余反扭矩的作用 下绕 z轴转动，实现飞行器的偏航运 动，转向与电机 1、电机3的转向相反