多旋翼无人机飞行器概论-补充

多旋翼⽆⼈机飞⾏器概论-补充
第三章 多旋翼⽆⼈飞⾏器飞控⼦系统
⽬前市场上较为成熟的开源飞控:
1. Arduino飞控。 2015年意⼤利交互设计学院合作开发⽽成
2. APM飞控。 2007年由 DIY⽆⼈机社区推出的飞控平台
多旋翼⽆⼈飞⾏器动⼒⼦系统
升⼒L = 1/2 * 空⽓密度 * 速度的平⽅ * 机翼⾯积 * 升⼒系数
* 桨的材质
塑胶桨
拼车生活
⼩型多旋翼的选择。⽐较好的品牌是 APC 和 DJI。便宜的不要买,最好检测⼀下动平衡。原装APC的效率很⾼,可以理解为续航长,但相⽐于 碳桨和⽊桨,缺点是 桨⾝较软,⼤载重⾼速度下会产⽣轻微形变,产⽣颤振。通俗说就是悬停录像时很稳,但⼀⾼速飞⾏时就容易抖
⽊桨
⼀般多为榉⽊,硬度⾼,重量轻,价格便宜。⽊桨可能实际效率低于 碳桨和原装APC(淘宝上假货多),但是优点是 震动极⼩,静平衡完美,⽆颤振,价格便宜等
碳桨
价格⽐⽊桨贵,稍低于同尺⼨的原装APC。 优点 硬度⾼,刚度⾼不变形,效率⾼,颤振极⼩,是⼤多数航拍多轴的选择。缺点 价格⾼,需要⾃⼰⼿⼯做静平衡,上机后根据震动在调 动平衡,极脆,易受损
⼤多使⽤主流电机 是 外转⼦三相交流⽆刷同步电动机,普通电机是 内转⼦有刷,直流电。
多旋翼外转⼦⽆刷电机 外壳与轴⼀起旋转,端粗,转速低,扭矩⼤,适合带 低速⼤桨
内转⼦电机 外壳不转轴转,细长,扭矩⼩,转速⾼,适合带⾼速⼩桨,电动涵道 航模基本上都是内转⼦电机
有刷⽆刷电机对⽐:
没有了有刷电机运转时产⽣的 电⽕花,极⼤的减少了电⽕花对⽆线电⼦设备的⼲扰;没有电刷,运转时摩擦⼒⼤⼤减⼩,运⾏顺畅,噪⾳低,没有机械接触,内阻也⼩狠多,⼀般⽆刷电机效率⾼达80~90,有刷很难超过40%
电机的规格及数据表⽰:
我们常在电机外壳看到的 2212 2810 等字样,它表⽰电机的尺⼨。前2位是电机定⼦线圈的直径,后⾯2位是定⼦线圈的⾼度,单位毫⽶人均国民生产总值
KV值: 转速/V ,意思为 输⼊电压增加1V,⽆刷电机空转(不带桨)转速增加的转速值,⽐如,920KV,表⽰ 外加 1V 电压,转速为 920转每分钟。外加 2V 电压,转速为 1840 转每分钟。KV值越⼤,同等电压下转速越⾼,扭矩越⼩,只能带⼩桨。相对的
说,KV值越⼩,效率越⾼。 航拍要选择低KV电机配⼤桨,转速低 效率⾼,电⼦震动⼩
电机效率: 观察升⼒公式,升⼒和 速度的平⽅成正⽐。也就是说⽓流速度从1变成2,升⼒从1变成4。 把转速提⾼⼀倍 和 把桨径增加⼀倍都能提⾼⽓流速度。但是因为是圆周运动,增加桨径后平均速度更⼤,并且⼤桨就像滑翔机的机翼,诱导阻⼒也⼩,说明 慢速⼤桨好 。 尽可能的配最⼤的桨,电机选⼜扁⼜矮的效率⾼
电机效率标注⽅式为: g/W (克/每⽡)。电机功率和拉⼒并不是正⽐,⽽是得看效率表,⼀般电流在3~5A时效率最⾼,⼀般飞⾏效率在8g/1W以上,可以保证续航能⼒
桨机匹配
尽量选⼤桨,尽量低转速
独眼喙鼻畸形⼤螺旋桨⽤低 KV 电机,⼩桨⽤ ⾼KV电机(需要转速来弥补升⼒的不⾜)
选择动⼒冗余配置(防⽌意外发⽣)
电⼦调速器
电⼦调速器(electronic speed controller)俗称 电调。其作⽤是根据 飞控的控制信号,将 电流的直流输⼊转变成 ⼀定频率的交流输出,⽤于控制电机转速
⽆刷电机电流很⼤,⼀个都有3~5A,如果没有电调,飞控⽆法承受该电流,且飞控也⽆法驱动⽆刷电机
BEC 是英⽂免电池电路的意思,有分流供电的能⼒,可将动⼒电池电压变为5V供给飞控,但⼀个四旋翼如果 四个电调都给 飞控供电,说不定会你争我抢,所以我们会挑掉其中三个电调杜邦线的红线
电流规格:电调上⼀般会标注多少A,这个数字就是电调的瞬时极限电流
动⼒电池
电池容量: ⽤Ah 或者 mAh 标注,⽐如1000mAh,如果以 1000mA 放电,可以持续放电1⼩时
额定电压都是3.7V,电池组上通常出现 S 和 P 字样,S表⽰串联,P表⽰并联
电池电压: ⽬前⼯业⽣产的每⼀个锂聚合物单体电芯额定电压都是3.7V,电池组上通常出现 S 和 P 字样,S表⽰串联,P表⽰并联
电池电压: ⽬前⼯业⽣产的每⼀个锂聚合物单体电芯
第五章 多旋翼⽆⼈机飞⾏器链路分系统
⽆⼈机数据链 按照传输⽅向分为:上⾏链路 下⾏链路
优秀的⽆⼈机数据链路应具备以下特征:
具有跳频扩频功能。跳频组合越⾼,抗⼲扰能⼒越强,⼀般的设备能做到⼏⼗、⼏百个跳频组合,性能优异的设备能做到6万个跳频组合具有存储转发功能
具有数据加密功能。使数据传输的可靠性提⾼,防⽌数据泄密。常见的有 DES、AES
具有⾼速率。⽆⼈机数据链路属于 窄带远距离传输的范畴,115200 bps的数据速率即属于 ⾼速率
具有低功耗,低误码率和⾼接收灵敏度
民⽤⽆⼈机的通讯链路系统⼀般很简单,就2~3条:
1. 就是我们⼿⾥的 RC遥控器(⼀般1~2千) 和⽆⼈机上的 遥控接收机 构成,是上传的单向链路,我们⼈发指令,飞机接收指令,⽤于视距
内的控制,主流2.4G,当然很多WIFI 监控也是此社会公共频段,靠近了还是会有⼀定的影响的
2. 就是我们常说的 数传,由笔记本连接⼀个模块和飞机上的⼀个模块构成双向链路,我们⼈发修改航向等指令,飞机收;飞机发位置、电压
等信息,我们收,⽤于视距外的控制,主流900M HZ
3. 常指的是图传,由飞机上的发射模块和地⾯的接收模块构成,下传的 单向链路,飞机发图像,我们收图像,主流5.8G HZ,这条最容易受
到环境影响,
RC遥控上的⾏链
单循环赛
RC遥控器: 主要⽤于视距内的飞⾏控制。RC是 radio control 的缩写
遥控接收机: ⼀般很⼩很轻,常见的为 7通道的 2.4GHZ 接收机(⼀般上⽅会标注 PCMS/PPM,会电⼦调频)
7通道的 2.4GHZ 接收机(⼀般上⽅会标注 PCMS/PPM,会电⼦调频)
⽹络化时代,遥控器会慢慢被 平板⼿机等控制单元所取代
美国⼿ 油门在左边
数传链路
900M频率我们常说的数传模块组成了 数传链路,它是由 地⾯站 计算机连接的⼀个模块 和 飞机上的另⼀个模块构成的 双向链路。常见的以 900M频率居多,传输速率在 300~19200 bps 之间,发射功率⼏⽡到数⼗⽡之间
外滩画报国际上有名的品牌有美国的 MDS,芬兰的 SATEL
接收机与 ⽆线数传 之间的区别:
从外表上看,接收机有2个⼩⼩的软性天线,⽽ 数传有⼀个 ⼤⼤的天线
图传链路
通常的传输⽅式是通过2.4GHZ或5.8GHZ的数字信号进⾏,中⾼端的价格⽐较贵,低端的有效距离短,画⾯延迟严重
第六章 多旋翼⽆⼈飞⾏器地⾯站分系统
⼀般分为:遥测⼦系统,包括 飞控地⾯软件、图传显⽰屏及OSD
遥控⼦系统,包括 遥控发射机杆、开关,键盘、⿏标、头追等
地⾯站硬件⼀般包含: 地⾯站计算机、各类其他显⽰屏、遥控器、数传地⾯模块、图传地⾯模块等
第七章 多旋翼⽆⼈机的⽆线电频段
⽬前⽆⼈机系统⼤多使⽤单⼀功能链路,每个链路有⾃⼰的频段 具体如下:
机载链路⼦系统:
遥控接收机 - 72M、433M、2.4G
机载数传模块及天线 - 900M、2.4G
机载图传模块及天线 - 1.2G、2.4G、5.8G
地⾯链路⼦系统:
遥控发射机 - 72M、433M、2.4G
地⾯数传模块及天线 - 900M、2.4G
地⾯图传模块及天线 - 1.2G、2.4G、5.8G
电⼦进⾓
进⾓就是打个⽐⽅,电机转到这⼀相,然后同时电调换向,那么就是进⾓是0,,要是在电机到这⼀相之前,电调就换向那么就是正进⾓,反之负进⾓,如果电机转的很快,到这⼀相电调才换相是不是就有点来不及了啊,就像汽油机都在上⽌点之前就点⽕的道理⼀样
通俗⼀些:低进⾓,转速⾼,省电,扭⼒⼩,好像汽车的⾼速档; ⾼进⾓,转速低,耗电,扭⼒⼤,好像汽车的低速档。
电感(包括 ⾃感 + 互感)
电感是闭合回路的⼀种属性,是⼀个物理量。当线圈通过电流后,在线圈中形成磁场感应,感应磁场⼜会产⽣感应电流来抵制通过线圈中的电流。这种电流与线圈的相互作⽤关系称为电的感抗,也就是电感,单位是 “亨利”
⾃感:
当线圈中有电流通过时,线圈周围会产⽣磁场,当电流发⽣变化时,其磁场也会变好,变化的磁场会产⽣感应电动势,这就是⾃感
互感:
女港商刘娟两个线圈靠近时,其中⼀个线圈的电流发⽣变化,它的磁场会发⽣变化,同样会改变相邻线圈磁场的⼤⼩
电调 知识
1. 电调⼀般有电源输出功能,即信号线上输出 5V 电压
2. 启动模式中,超柔和启动 适合 电感较⼤或 负载较⼤的电机
3. PWM的⼯作频率设置,常见的有 13KHZ、8KHZ,默认是8,更⾼频率的适合电感很⼩的电机

本文发布于:2024-09-20 15:22:09,感谢您对本站的认可!

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