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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(jī)

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

資料介紹

四旋翼無人機(jī)或四軸飛行器繼續(xù)在各種應(yīng)用中扮演著越來越重要的角色，但它們的設(shè)計(jì)仍然是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，需要結(jié)合機(jī)械、電子和軟件子系統(tǒng)的知識。盡管設(shè)計(jì)人員能夠很好地了解需要什么，但無人機(jī)開發(fā)套件可以提供一個(gè)良好的開端，將獲得無人機(jī)飛行理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)所需的所有元素結(jié)合在一起。四旋翼無人機(jī)或四軸飛行器繼續(xù)在各種應(yīng)用中扮演著越來越重要的角色，但它們的設(shè)計(jì)仍然是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，需要結(jié)合機(jī)械、電子和軟件子系統(tǒng)的知識。盡管設(shè)計(jì)人員能夠很好地了解需要什么，但無人機(jī)開發(fā)套件可以提供一個(gè)良好的開端，將獲得無人機(jī)飛行理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(jī)，同時(shí)充分展示了任何多旋翼飛行器背后的復(fù)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(jī)，同時(shí)充分展示了任何多旋翼飛行器背后的復(fù)雜飛行控制系統(tǒng)。四軸飛行器動力學(xué)四軸飛行器動力學(xué)四軸飛行器以其最流行的形式提供了一個(gè)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(yīng)用。與具有可變螺距旋翼的固定翼飛機(jī)甚至直升機(jī)不同，由于小型高效直流電機(jī)的廣泛應(yīng)用，固定螺距多旋翼無人機(jī)設(shè)計(jì)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(gè)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(yīng)用。與具有可變螺距旋翼的固定翼飛機(jī)甚至直升機(jī)不同，由于小型高效直流電機(jī)的廣泛應(yīng)用，固定螺距多旋翼無人機(jī)設(shè)計(jì)相對簡單且易于制造。這些無人機(jī)的機(jī)械簡單性和空氣動力學(xué)穩(wěn)定性源于其旋翼的協(xié)調(diào)使用以控制機(jī)動，而不是使用飛機(jī)的飛行表面或直升機(jī)的主旋翼和尾部組件的組合。這些無人機(jī)的機(jī)械簡單性和空氣動力學(xué)穩(wěn)定性源于其旋翼的協(xié)調(diào)使用以控制機(jī)動，而不是使用飛機(jī)的飛行表面或直升機(jī)的主旋翼和尾部組件的組合。在四軸飛行器中，位于機(jī)身對角線上的一對電機(jī)彼此旋轉(zhuǎn)的方向相同，但與另外兩個(gè)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向相反。如果所有四個(gè)電機(jī)都以相同的速度旋轉(zhuǎn)，無人機(jī)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(jī)將偏航，繞其重心旋轉(zhuǎn)，同時(shí)保持在同一水平面上（圖 1，左）。在四軸飛行器中，位于機(jī)身對角線上的一對電機(jī)彼此旋轉(zhuǎn)的方向相同，但與另外兩個(gè)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向相反。如果所有四個(gè)電機(jī)都以相同的速度旋轉(zhuǎn)，無人機(jī)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(jī)將偏航，繞其重心旋轉(zhuǎn)，同時(shí)保持在同一水平面上（圖 1，左）。圖 1：無人機(jī)通過使用不同的轉(zhuǎn)子速度組合進(jìn)行機(jī)動，例如在偏航機(jī)動（左）中加速對角線對（M2，M4）中的兩個(gè)電機(jī)或加速一個(gè)對角線電機(jī)（M2）同時(shí)減慢其對角線電機(jī)（M4） ) 來完成更復(fù)雜的俯仰滾轉(zhuǎn)機(jī)動（右）。（圖片來源：意法半導(dǎo)體）圖 1：無人機(jī)通過使用不同的轉(zhuǎn)子速度組合進(jìn)行機(jī)動，例如在偏航機(jī)動（左）中加速對角線對（M2，M4）中的兩個(gè)電機(jī)或加速一個(gè)對角線電機(jī)（M2）同時(shí)減慢其對角線電機(jī)（M4） ) 來完成更復(fù)雜的俯仰滾轉(zhuǎn)機(jī)動（右）。（圖片來源：意法半導(dǎo)體）如果改變前（或后）旋翼的速度，無人機(jī)將像固定翼飛機(jī)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(dǎo)致無人機(jī)滾動，繞其中心線旋轉(zhuǎn)。通過調(diào)整一對對角電機(jī)或單個(gè)電機(jī)的相對速度，無人機(jī)可以輕松實(shí)現(xiàn)更復(fù)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(jī)將像固定翼飛機(jī)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(dǎo)致無人機(jī)滾動，繞其中心線旋轉(zhuǎn)。通過調(diào)整一對對角電機(jī)或單個(gè)電機(jī)的相對速度，無人機(jī)可以輕松實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的飛行姿態(tài)（俯仰、偏航和滾轉(zhuǎn)的組合）（圖 1，右）。無人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)修改適當(dāng)旋翼的速度，以達(dá)到完成所需機(jī)動所需的所需飛行姿態(tài)。無人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)修改適當(dāng)旋翼的速度，以達(dá)到完成所需機(jī)動所需的所需飛行姿態(tài)。在實(shí)踐中，控制系統(tǒng)不僅需要在轉(zhuǎn)彎時(shí)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(fēng)、熱氣流或湍流等擾動力。即使對于在室內(nèi)運(yùn)行的微型無人機(jī)，飛行控制系統(tǒng)也需要能夠測量無人機(jī)實(shí)際姿態(tài)與所需姿態(tài)之間的差異。