II 卷:系统组成(飞控)

飞控

飞控组成:主控(mcu)、IMU(惯性测单元)・GPs与指南针模块,PMU(电源管理器)

LED灯。气压计(相对高度),超声波(真实高度),GPS(海拔高度)

主控:主控是系统核心模块

IMU:IMU模块内含惯性传感器(包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺),可测定飞行器的飞行姿态;另含气压计。可测定飞行器飞行高度。

GPS/ compass模块:内含GPS和指南针( compass),指南针用于测量地磁场,确定飞机方向

GPS单位为经纬度。

PMU:是电源管理模块,输入电压是2S-6S。输出5v1A,给飞控以及接机供电。

PMU在无人机电源管理中的作用

PMU在无人机产品中的越来越广泛的使用,其最主要的作用有以下几点。
1.给无人机的各个组件提供稳定可靠的供电。
2.PMU有助于降低整个系统的功耗,并通过降低组件闲置时的能耗,使无人机电池能够具有更长的使用时间
3.PMU具有较好的信噪抑制比和瞬时响应,能够更好的防止无人机受到外界环境的影响以及快速的瞬时响应
4.PMU集成化的特点能够节省内部结构空间,有助于产品的小型化,并且具有更好的成本优势以及整个系统供电系统的统一和有序化

无人机地面遥控器单元的PMU可以给各个组件进行供电,保证各个部件的供电正常,并且能够在一定程度上滤除外界噪声的干扰,更好的保证了遥控器的精确度,同时,能够使遥控器的电池使用更长的时间。无人机飞控主控器单元的PMU电源管理模块单元给包括飞控主控器,ESC电调单元等各部分组件进行供电,保证飞控单元正常稳定的工作
LED:指示灯用于飞行过程中指示飞控系统的状态(如控制模式)

1.飞控系统由哪几部分组成?

答:a.传感器(三轴速率陀螺、三轴加速度计、三轴磁力计、GPS、气压高度计、空速传感器、超声波高度、机器视觉、光流、激光测距、无线电高度表等等)
b.处理器(ARM、DSP、FPGA等)
c.伺服设备(舵机、电调)

2、飞控工作原理

答:飞控通过传感器获得飞机姿态、速度、方向、位置信息、高度等信息,根据任务规划调整动力以达到控制飞机的目的。

3、飞控安装注意事项

答:IMU、GPS方向要跟机头保持一致

4、飞控有哪些传感器,这些传感器获取什么信息?

答:GPS获取位置(经纬度、高度)速度信息
气压计:获取高度信息
角速度计:获取角速度、姿态角加速度计:加速度、速度
磁罗盘:英文名 compass,获取飞机方向信息
空速传感器:获取空速信息(一般固定翼飞机安装,多旋翼飞行器没有)・

5、飞控有哪些传感器?

答GPS(位置高度速度)三轴陀螺仪包合(姿态传感器(是感知飞机倾斜程度的)角速度计 (测量飞机角速度的)三轴加速度计(测量飞机各轴加速度的 ,气压高度计(测量飞机高度)温度传感器(感知飞控温度)

6、什么是IMU

答:全称“惯性测量单元”简称IMU是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置
一个IMU包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺仪,加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号,而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号,imu测量物体在三维空间中的角速度和加速度,并以此解算出物体的姿态。在导航中有着很重要的应用价值。为了提高可靠性,还可以为每个轴配备更多的传感器。一般而言IMU要安装在被测物体的重心上

精简答案:“惯性测量单元”是测量飞机三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。一个IMU包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺仪,imu测量飞机在三维空间中的角速度和加速度,并以此解算出物体的姿态。

7、IMU的五个作用?

答:1.测量飞机的角速度
2.测量飞机的加速度
3.感知飞机的方位变化和速度变化
4.解算飞机在三维空间中的姿态
5.调整并恢复飞机的姿态

8、PID控制的三个字母分别代表什么含义?

答;P:比例;飞控修正补偿的频率。决定飞机倾斜多大角度飞控开始修正,P越高飞控在越小的倾斜角度开始修正,修正次数增加
I:积分;飞控修正补偿的强度。决定飞控修正到位的快慢,ⅰ越高修正到位越快。
D:微分;飞控修正补偿的幅度。决定飞控修正的角度大小

9、飞控有几大算法?

答:三大算法,捷联惯性导航、滤波算法、PID算法

10、简述无人机飞控怎么实现姿态解算或感知姿态?

答:使用卡尔曼滤波算法采集加速度计的线性加速度,陀螺仪的角速率和磁场信息、gps信息。其中将角速率和加速度使用四元数法进行捷联惯导解算姿态,使用磁场和GPS进行融合解算修正

11、伺服舵机由那几部分构成?

答:直流电机;控制电路;电位器;齿轮组;外壳与接插件

多旋翼及操控

1、多旋翼轴距代表什么意思

答:相对的电机轴间距离,业内轴距用来简单描述多旋翼的大小

2、"X”“十"型四旋翼飞行器在其他部件相同的情况下,哪种理论飞行性能相对更好?

答:X型:前后运动时由两个电机参与,动力更充沛、操控灵活、气动效率高。
十字型:结构简单,便于飞控算法开发,但气动效率较低。

3、八轴和四轴有什么区別?

答:效率上讲四轴比八轴更高,安全系数上八轴比四轴更好,控制上两者没有大的区别。

4、四轴俯视左偏航,电机怎么转?

答:俯视顺时针电机加速,俯视逆时针电机减速。

5、多旋翼飞行时,Gps模式或者姿态模式是内回路还是外回路控制,手动模式是内回路还是外回路,自主飞行时是内回路还是外回路控制?

答:手动模式是内外回路都不参与控制,姿态模式是内回路参与控制,GPS模式是内外回路同时参与控制,自主飞行时是内回路稳定姿态,外回路根据航点设置控制位置。

6、悬停左转弯时,单桨直升机跟多旋翼、共轴双桨直升机的舵面反应是什么?

答:多旋冀是顺转电机加速,逆转电机减速。单桨直升机是尾桨变桨距实现左转。双轴共桨直升机改变上下螺旋桨的螺距来实现转向。

7、多旋翼有几个自由度,在各轴上是怎样运动的?

答:有六个自由度 上下、左右、前后、俯仰、横滚、航向。
沿横轴左右平移,绕横轴俯仰运动
沿纵轴前后移动,绕纵轴滚转运动
沿立轴上下运动,绕立轴偏航运动(转方向)。