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四旋翼无人机控制原理

1、控制原理

飞控通过接收机接收遥控器发送的遥控信号（地面站控制时：地

面站通过云航灯或电台发送给飞控的自主飞行指令），经过飞控程序

处理后，通过电调来控制各个电机的转速，从而达到控制飞行器动作

的目的。

2、飞控

飞控即飞行控制系统是飞机的大脑，无人机在飞行过程中，利用

自动控制系统，能够对飞行器的构形、飞行姿态和运动参数实施控制，

其载有加速度计、陀螺仪、气压计、罗盘等传感器。由它来控制各个

电机的转速进而控制飞机的姿态，加上GPS或差分GPS可完成定点悬

停，自主航线飞行等功能。

3、遥控器

遥控器模式常用的有美国手和日本手，遥控器上油门的位置在左

边是美国手，右边是日本手。个人觉得美国手比较符合认知规律。美

国手（左边遥杆：上下控制油门，左右控制方向；右边遥杆：上下控

制前进后退，左右控制左右移动）日本手（左遥杆：上下控制前进后

退，左右控制方向；右遥杆：上下控制控制油门，左右控制左右移

动）。

4、电调

动力电机的调速系统成为电调，全称电子调速器（Electronic

SpeedController，简称ESC），它根据控制信号调节电动机的转速。

根据动力电机不同可分为无刷调和有刷电调，无刷电调控制无刷

电机，有刷电调控制有刷电机。

无刷电调输入是直流，可以接稳压电源或锂电池。输出是三相交

流，直接与电机的三相输入端相连。

选择电调时要注意电调与电机匹配，一般根据额定载荷下通过单

个电机的最大电流选择电调。

5、电机

无人机上用的电机一般分为有刷电机和无刷电机，有刷电机一般

用的微型航模上比如空心杯电机，目前无人机上的电机大部分用的都

是无刷电机。

无刷电机通过三相交流电产生一个旋转磁场驱动转子转动，通过

pwm控制速度。小体积、高效率和稳态转速误差小等特点，无刷电机

要配合电子调速器（电调）使用。

6、桨

螺旋桨，将电机转动功率转化为推进力或升力。螺旋桨高速转动

时，由于桨叶特殊的机构，会在桨上下面形成一个压力差，产生一个

向上的拉力，螺旋桨有两个重要的参数，桨直径和桨螺距，单位均为

英寸。比如8060桨，代表桨直径是8英寸。即8*2.54＝20.32cm。

螺距则为6英寸。桨分正桨和逆桨，安装时正桨安装在顺时针旋转的

电机上，逆桨安装在逆时针旋转的电机上，怎么区分正逆桨呐？具体

方法很多，这里简单说个方法，桨正确安装在电机上，顺时针旋转桨

叶，产生向下风力的是正桨，逆时针旋转桨叶，产生向下风力的是反

桨，

7、电池

无人机上用的电池一般是高倍率锂聚合物电池。电池上几S代表

什么呐？几S即为几片电池串联，例如20000mAh6s25c就是6片

20000mAh的电池串联。一片电池多少伏呐？一片电池额定电压3.7V，

充满电压4.2v（4.35V高压版电池），电池上几C代表什么呐？C即

放电倍率。是指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流

值，在数据值上等于电池额定容量的倍数。比如20000mAh25C，那

么它的最大放电电流就是20*25=500A。选择电池是要注意，电池的

最大放电电流要大于各个电机的总电流，电池的选择决定飞行的时间

的多少。

大致一看四轴十字和四轴×字没多大差别，M1，M3都是逆时针，

M2，M4都是顺时针，它俩真正的区别在于，做动作时电机的运动情

况。

四轴×字：前进时，M3，M4速度同时增加，M1，M2速度同时

减小。

左移时，M1，M4速度同时增加，M2，M3速度同时减小。

左旋时，M2，M4速度同时增加，M1，M3速度同时减小。

四轴十字：