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  • 四軸無人機怎么操作起飛(四旋翼無人機結構圖)

    1.硬件組成:機架,4個螺旋槳, 4個電機,4個電調,1信號接收器,1個飛控板,1個 穩壓模塊,一個電池

    螺旋槳:四個螺旋槳都要提供升力,同時要抵消螺旋槳的自旋,所以需要正反槳,即對角的槳旋轉反向相同,正反相同。相鄰的槳旋轉方向相反,正反也相反。有字的一面是向上的(槳葉圓潤的一面要和電機旋轉方向一致)

    電機:電機的kv值:1v電壓,電機每分鐘的空轉速度。kv值越小,轉動力越大。電機與螺旋槳匹配:螺旋槳越大,需要較大的轉動力和需要的較小的轉速就可以提供足夠大的升力,因此槳越大,匹配電機的kv值越小。

    電調:將飛控板的控制信號,轉變為電流的大小,控制電機的轉速,同時給飛控板供電。電調將電池提供的11.1v的電壓變為3.3v為飛控板供電。

    信號接收器:接收遙控器的信號,給飛控板。通過飛控板供電。

    遙控器:需要控制俯仰(y軸)、偏航(z軸)、橫滾(x軸)、油門(高度),最少四個通道。遙控器分為美國手和日本手。美國手油門(搖桿不自動返回),偏轉在左,俯仰,橫滾在右。

    飛控板:通過3個方向的陀螺儀和3軸加速度傳感器控制飛行器的飛行姿態。

    四旋翼無人機原理以及組裝過程

    2.飛行原理

    1.1 PID控制(P:比例控制 I:積分控制 D:微分控制):

    比例控制:將控制器輸入的誤差按照一定比例放大

    積分控制:但是處于穩態的系統也會有一定的誤差,為了消除穩態下的誤差,將穩態下的誤差在時間上積分,積分項隨著時間的增大會趨于0,因此積分減少了比例控制帶來的穩態誤差

    微分控制:根據輸入誤差信號的變化率(微分)預測誤差變化的趨勢,避開被控對象的滯后特性,實現超前控制

    參數調整:根據被控過程的特性不斷調整PID控制器的比例系數、積分時間和微分時間的大小

    1.2運動原理

    四軸旋翼分為“+”和“x”型,“+”型飛控板的正前方是旋翼,“x”型飛控板正前方為夾角等分線。如下圖為“x”型四旋翼的飛行原理圖。

    俯仰:繞y軸旋轉,前低后高爬升,1,2轉速減小,3,4轉速增大,pitch為負

    橫滾:繞x軸旋轉,2,3轉速增大,1,4轉速減小,機體右滾,roll值為正

    偏航:繞z軸旋轉,假設2,4順時針,1,3逆時針,當2,4轉速增大,1,3轉速減小時,機頭右偏,yaw值為正

    垂直:調節油門大小,四個旋翼的轉速同時變大或者變小

    pitch yaw roll值分析:

    俯仰角(pitch):正半軸位于坐標原點的水平面之上(抬頭)時,俯仰角為正,否則為負

    滾轉角(roll): 機體向右滾為正,反之為負

    偏航角(yaw):機頭右偏航為正,反之為負

    四旋翼無人機原理以及組裝過程

    3.遙控器的使用

    模式設置:固定翼模式/直升機模式(四軸飛行器為固定翼,靠螺旋槳提供升力)

    解鎖: 油門最低,方向舵最右,副翼(橫滾)最右。并觀察pitch,roll,yaw是否為0,注意四個角盡量在同一水平面。

    控制:如下圖

    加減油門控制垂直升降;

    方向舵控制機頭左右偏航,即繞Z軸旋轉;

    升降舵控制俯仰,上推機頭壓低,機身上升,下拉機頭太高,機身降低;

    四旋翼無人機原理以及組裝過程

    四旋翼無人機原理以及組裝過程

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