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使用全包式套件組裝、發(fā)射、探索和開發(fā)迷你無人機

2513691 2022-11-25 | pdf | 309.73KB | 次下載 | 免費

資料介紹

四旋翼無人機或四軸飛行器繼續(xù)在各種應用中扮演著越來越重要的角色，但它們的設計仍然是一項復雜的工作，需要結(jié)合機械、電子和軟件子系統(tǒng)的知識。盡管設計人員能夠很好地了解需要什么，但無人機開發(fā)套件可以提供一個良好的開端，將獲得無人機飛行理論和實踐經(jīng)驗所需的所有元素結(jié)合在一起。四旋翼無人機或四軸飛行器繼續(xù)在各種應用中扮演著越來越重要的角色，但它們的設計仍然是一項復雜的工作，需要結(jié)合機械、電子和軟件子系統(tǒng)的知識。盡管設計人員能夠很好地了解需要什么，但無人機開發(fā)套件可以提供一個良好的開端，將獲得無人機飛行理論和實踐經(jīng)驗所需的所有元素結(jié)合在一起。本文介紹了本文介紹了STMicroelectronicsSTMicroelectronics?開發(fā)套件，它為開發(fā)人員提供了一種易于組裝的迷你四旋翼無人機，同時充分展示了任何多旋翼飛行器背后的復雜飛行控制系統(tǒng)。?開發(fā)套件，它為開發(fā)人員提供了一種易于組裝的迷你四旋翼無人機，同時充分展示了任何多旋翼飛行器背后的復雜飛行控制系統(tǒng)。四軸飛行器動力學四軸飛行器動力學四軸飛行器以其最流行的形式提供了一個特別穩(wěn)定的平臺，適用于航空攝影、現(xiàn)場檢查、監(jiān)視等廣泛的應用。與具有可變螺距旋翼的固定翼飛機甚至直升機不同，由于小型高效直流電機的廣泛應用，固定螺距多旋翼無人機設計相對簡單且易于制造。四軸飛行器以其最流行的形式提供了一個特別穩(wěn)定的平臺，適用于航空攝影、現(xiàn)場檢查、監(jiān)視等廣泛的應用。與具有可變螺距旋翼的固定翼飛機甚至直升機不同，由于小型高效直流電機的廣泛應用，固定螺距多旋翼無人機設計相對簡單且易于制造。這些無人機的機械簡單性和空氣動力學穩(wěn)定性源于其旋翼的協(xié)調(diào)使用以控制機動，而不是使用飛機的飛行表面或直升機的主旋翼和尾部組件的組合。這些無人機的機械簡單性和空氣動力學穩(wěn)定性源于其旋翼的協(xié)調(diào)使用以控制機動，而不是使用飛機的飛行表面或直升機的主旋翼和尾部組件的組合。在四軸飛行器中，位于機身對角線上的一對電機彼此旋轉(zhuǎn)的方向相同，但與另外兩個電機的旋轉(zhuǎn)方向相反。如果所有四個電機都以相同的速度旋轉(zhuǎn)，無人機就可以上升、下降或懸停。如果一對對角線的旋轉(zhuǎn)速度比另一對快，則無人機將偏航，繞其重心旋轉(zhuǎn)，同時保持在同一水平面上（圖 1，左）。在四軸飛行器中，位于機身對角線上的一對電機彼此旋轉(zhuǎn)的方向相同，但與另外兩個電機的旋轉(zhuǎn)方向相反。如果所有四個電機都以相同的速度旋轉(zhuǎn)，無人機就可以上升、下降或懸停。如果一對對角線的旋轉(zhuǎn)速度比另一對快，則無人機將偏航，繞其重心旋轉(zhuǎn)，同時保持在同一水平面上（圖 1，左）。圖 1：無人機通過使用不同的轉(zhuǎn)子速度組合進行機動，例如在偏航機動（左）中加速對角線對（M2，M4）中的兩個電機或加速一個對角線電機（M2）同時減慢其對角線電機（M4） ) 來完成更復雜的俯仰滾轉(zhuǎn)機動（右）。（圖片來源：意法半導體）圖 1：無人機通過使用不同的轉(zhuǎn)子速度組合進行機動，例如在偏航機動（左）中加速對角線對（M2，M4）中的兩個電機或加速一個對角線電機（M2）同時減慢其對角線電機（M4） ) 來完成更復雜的俯仰滾轉(zhuǎn)機動（右）。（圖片來源：意法半導體）如果改變前（或后）旋翼的速度，無人機將像固定翼飛機在飛行中上升或下降一樣上下俯仰。左舷或右舷對的類似調(diào)整將導致無人機滾動，繞其中心線旋轉(zhuǎn)。通過調(diào)整一對對角電機或單個電機的相對速度，無人機可以輕松實現(xiàn)更復雜的飛行姿態(tài)（俯仰、偏航和滾轉(zhuǎn)的組合）（圖 1，右）。如果改變前（或后）旋翼的速度，無人機將像固定翼飛機在飛行中上升或下降一樣上下俯仰。左舷或右舷對的類似調(diào)整將導致無人機滾動，繞其中心線旋轉(zhuǎn)。通過調(diào)整一對對角電機或單個電機的相對速度，無人機可以輕松實現(xiàn)更復雜的飛行姿態(tài)（俯仰、偏航和滾轉(zhuǎn)的組合）（圖 1，右）。無人機的飛行控制系統(tǒng)負責修改適當旋翼的速度，以達到完成所需機動所需的所需飛行姿態(tài)。無人機的飛行控制系統(tǒng)負責修改適當旋翼的速度，以達到完成所需機動所需的所需飛行姿態(tài)。在實踐中，控制系統(tǒng)不僅需要在轉(zhuǎn)彎時不斷調(diào)整旋翼速度，例如，甚至在平飛期間也需要調(diào)整旋翼速度，以校正風、熱氣流或湍流等擾動力。即使對于在室內(nèi)運行的微型無人機，飛行控制系統(tǒng)也需要能夠測量無人機實際姿態(tài)與所需姿態(tài)之間的差異。