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1xxxxxxx04旋翼无人机飞行控制原理

-2目录CONTENTS基本概念1四旋翼无人机系统组成2四旋翼无人机飞控原理3

04旋翼无人机飞行控制原理内容简介：围绕旋翼无人机飞行控制原理这一中心，首先介绍四旋翼无人机的基本概念，从整体上来认识旋翼无人机；其次分析其基本组成，熟悉系统各部分组成与工作原理；然后重点对其飞行控制原理进行讲授，掌握其姿态和运动控制的基本理论；最后探讨了环境对操控的影响和操控训练建议，用于扩展知识面，为理论到实践的过渡奠定基础

04旋翼无人机飞行控制原理基本概念(一)无人机定义

无人机为不搭载操作人员、利用空气动力为飞行器提供升力、能够自动飞行或远程引导、可一次性或多次重复使用、能够携带致命性或非致命性有效载荷的有动力航空器

(二)无人机分类

无人机种类繁多，形式多样、任务不同，大小各异。按照飞行原理可将无人机分为固定翼无人机、旋翼无人机、伞翼无人机、扑翼无人机和无人飞艇等

固定翼无飞行速度快、续航时间长、飞行距离远

旋翼无人机和直升机比较接近，其优点是能够垂直起降并且可以空中悬停，对于起降场地要求较低，特别适合城市、山地等复杂环境，在军地都有大量的运用，也是我们今天学习的重点

伞翼无人机由翼伞挂载遥控无人机吊舱构成，扑翼无人机像昆虫和鸟一样通过拍打、扑动机翼来产生升力，无人飞艇与传统飞艇相似，在气球下方挂载无人吊舱来执行任务

04旋翼无人机飞行控制原理伞翼无人机、扑翼无人机和无人飞艇比较少见01多旋翼无人机根据旋翼的多少，有三旋翼、四旋翼、六旋翼、八旋翼等。四旋翼无人机是一种具有4个螺旋桨推进器的飞行器，4个螺旋桨对称的安装在刚性机身的四周02

04旋翼无人机飞行控制原理四旋翼无人机系统组成四旋翼无人机系统一般包括无人机平台、地面控制设备及附属品等组成(一)多旋翼无人机四旋翼无人机平台主要包括飞行器机体、动力装置、飞控与导航设备和机载电气设备等，如图1所示。多旋翼无人机机体多以轻质碳纤维复合材料为主要材料，该材料重量轻，强度高

04旋翼无人机飞行控制原理(二)地面控制设备

04旋翼无人机飞行控制原理遥控器含发射单元，接收单元。带显示屏用于实时接收并显示多种重要的飞行数据，提供一站式的无人机管理系统，可显示各模块的工作状态，保存异常记录

04旋翼无人机飞行控制原理某些机型则用一体化地面站代替遥控器(含显示屏)，其中一体化地面站含发射单元，接收单元，除遥控功能外，带显示屏，实时接收并显示多种重要的飞行数据，提供一站式的无人机管理系统，可显示各模块的工作状态，保存异常记录。其操控容易，人机交互简单，便携易带，功能强大

04旋翼无人机飞行控制原理(三)信息传输流程系统通过上下行链路进行空地信息交互，手持控制器或便携式终端发出的控制指令传送给地面数据终端，通过上行链路发送至机载数据终端机载数据终端在收到遥控信息后，发送给飞控计算机用于飞行及任务载荷的控制任务载荷和飞控计算机分别将侦察图像复接数据和遥测数据发送至机载数据终端，经其通过下行链路发送至地面数据终端地面数据终端接收到遥测、图像复接数据后，分发至手持控制器和便携式终端，便携式终端可对外进行情报输出

04旋翼无人机飞行控制原理四旋翼无人机飞控原理(一)动力分析旋翼无人机实现起降和飞行，必然受到向上的力的作用。多旋翼无人机的螺旋桨旋转时，周围空气发生了怎样的变化才会产生足够的向上的力呢？我们来分析其产生动力的原理

04旋翼无人机飞行控制原理1.旋翼的升力我们知道，螺旋桨主要由桨叶、桨毂组成。桨毂主要用于安装和固定螺旋桨，桨叶则是产生升力的主要部件。螺旋桨旋转时与空气先接触的部分称为前缘当气流流到螺旋桨的前缘时，气流分成上下两个部分，分别流经桨叶的上下表面。流经桨叶上表面的气流，其上边界和桨叶的上表面构成一个流管，受桨叶上表面凸起的影响，产生向下的气流，根据物理定理，桨叶上表面气流流速快、压强小。气流流经下表面时，由于桨叶前端上仰，气流受到阻挡，气流流速相对较慢、压强大。因此，在机翼上下表面之间形成了一个压强差，从而产生向上的升力根据物理实验，旋翼拉力的大小可以表示为

04旋翼无人机飞行控制原理从以上公式可以看出，旋翼拉力的大小与转速的平方成正比，与空气密度成正比，与螺旋桨直径的四次方成正比2.旋翼的扭矩螺旋桨旋转时，不仅受到升力作用，还会受到阻力作用。螺旋桨采用对称结构，左右桨叶阻力大小相等，方向相反。因此，阻力合力为零。但是由于阻力作用位置不同，形成一个扭矩，扭矩的方向与旋转方向相反，一般成为反扭矩。其反扭矩大小经实验测定可以由以下公式计算从以上公式可以看出，旋翼反扭矩的大小与转速的平方成正比，与空气密度成正比，与螺旋桨直径的五次方成正比3.旋翼布局要求

04旋翼无人机飞行控制原理为克服反扭矩的作用