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多旋翼无人机培训教材ppt

  • 素材大小:22.31 MB
  • 素材授权:免费下载
  • 更新时间:2018-04-12
  • 素材类别:行业PPT
  • 素材格式:.ppt
  • 关键提要:多旋翼无人机培训教材,无人机
  • 素材版本:PowerPoint2003及以上版本(.ppt)
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这是多旋翼无人机培训教材ppt,包括了无人飞行器概述,多旋翼飞行控制系统概述,模拟训练等内容,欢迎点击下载。

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多旋翼无人机培训教材ppt

PPT内容


1910年,在莱特兄弟所取得的成功的鼓舞下,来自俄亥俄州的年轻军事工程师查尔斯•科特林建议使用没有人驾驶的飞行器:用钟表机械装置控制飞机,使其在预定地点抛掉机翼并象炸弹一样落向敌人。在美国陆军的支持和资助下,他制成并试验了几个模型,取名为“科特林空中鱼雷”、“科特林虫子”。
1933年,英国研制出了第一架可复用无人驾驶飞行器——“蜂王”。使用3架经修复的“小仙后”双翼机进行试验,从海船上对其进行无线电遥控,其中2架失事,但第三架试飞成功,使英国成为第一个研制并试飞成功无线电遥控靶机的国家。
德国科学家领先时代数十年。实际上直到80年代底以前,世界上每一种研制成功的无人机都是以V-1巡航导弹或“福克-沃尔夫”(Fw 189)飞机的构造思想为基础。
二战期间,美国海军首先将无人机作为空面武器使用。1944年,美国海军为了对德国潜艇基地进行打击,使用了由B-17轰炸机改装的遥控舰载机。
            美国特里达因•瑞安公司生产的“火蜂”系列无人机是当时设计独一无二、产量最大的无人机。1948-1995年,该系列无人机产生多种变型:无人靶机(亚音速和超音速),无人侦察机,无人电子对抗机,无人攻击机,多用途无人机等。美国空军、陆军和海军多年来一直在使用以BQM-34А“火蜂”靶机为原型研制的多型无人机。
上世纪70-90年代及其以后,以色列军事专家、科学家和设计师对无人驾驶技术装备的发展做出了突出贡献,并使以色列在世界无人驾驶系统的研制和作战使用领域占有重要地位。
全世界都在造无人机!
80—90年代,除了美国和以色列外,其他国家的许多飞机制造公司也在从事无人机的研制与生产。
西方国家中在无人机研制与生产领域占据领先位置的是美国。今天,美军有用于各指挥层次––从高级司令部到营、连长的全系列无人侦察机。许多无人机可以携带制导武器(炸弹、导弹)、目标指示和火力校射装置。最著名的是“捕食者” 可复用无人机,世界上最大的无人机––“全球鹰”,“影子-200”低空无人机, “扫描鹰”小型无人机,“火力侦察兵” 无人直升机。
多旋翼飞行器作为无线电遥控的一种类型,历史尚浅。
1、理论开创阶段
            多旋翼无人飞行器理论开创于上世纪10年代,直升机研发之前。几家主要飞机生产商开发出的在多个螺旋桨中搭乘飞行员的机型。这种设计开创了多旋翼飞行器的理论。
2、加速发展阶段
            2007年以后,装配高性能压电陶瓷陀螺仪和角速度传感器(六轴陀螺仪)的多旋翼无人飞行器开始出现加速发展。
3、未来发展阶段。
            伴随着飞行器技术的进步,多旋翼无人飞行器使用者会急剧增加。这样一来,事故和故障也会相应增加,甚至会发展成社会问题。今后不仅是制造商和商店一级,协会和主管部门面向多旋翼无人飞行器的飞行会和培训班也会增加。
优点
避免牺牲空勤人员,因为飞机上不需要飞行人员,所以最大可能地保障了人的生命安全。
无人机尺寸相对较小,设计时不受驾驶员生理条件限制,可以有很大的工作强度,不需要人员生存保障系统和应急救生系统等,大大地减轻了飞机重量。
制造成本与寿命周期费用低,没有昂贵的训练费用和维护费用,机体使用寿命长,检修和维护简单。
无人机的技术优势是能够定点起飞,降落,对起降场地的条件要求不高,可以通过无线电遥控或通过机载计算机实现远程遥控。
缺点
主要表现在生存力低,在与有较强防空能力的敌人作战时,无优势可言。
无人机速度慢,抗风和气流能力差,在大风和乱流的飞行中,飞机易偏离飞行线路,难以保持平稳的飞行姿态。
无人机受天气影响较大,结冰的飞行高度比过去预计的要低,在海拔3000-4500m的高度上,连续飞行10-15min后会使飞机受损。
无人机的应变能力不强,不能应付意外事件,当有强信号干扰时,易造成接收机与地面工作站失去联系。
无人机机械部分也有出现故障的可能,一旦出现电子设备失灵现象,那对无人机以及机载设备将是致命的。
无人飞行器的应用非常广泛,可以用于军事,也可以用于民用和科学研究。
           在民用领域,无人飞行器已经和即将使用的领域多达40多个,例如影视航拍、农业植保、海上监视与救援、环境保护、电力巡线、渔业监管、消防、城市规划与管理、气象探测、交通监管、地图测绘、国土监察等。
无人飞行器的种类繁多,主要包括飞艇、固定翼无人机、伞翼无人机、扑翼无人机、变翼无人机、旋翼式无人机等。
多旋翼飞行器也称为多轴飞行器,是直升机的一种,它通常有3个以上的旋翼。飞行器的机动性通过改变不同旋翼的扭力和转速来实现。相比传统的单水平旋翼直升机,它构造精简,易于维护,操作简便,稳定性高且携带方便。常见的多旋翼飞行器,如:四旋翼,六旋翼和八旋翼,被广泛用于影视航拍、安全监控、农业植保、电力巡线等领域。
多旋翼飞行器主要由机架、电机、电调和桨叶组成,为了满足实际飞行需要,一般还需要配备电池、遥控器及飞行辅助控制系统。
机架
            机架是指多旋翼飞行器的机身架,是整个飞行系统的飞行载体。一般使用高强度重量轻的材料,例如碳纤维、PA66+30GF等材料。
电机
            电机是由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。在整个飞行系统中,起到提供动力的作用。
电调 
            电调全称电子调速器,英文electronic speed controller,简称ESC。在整个飞行系统中,电调主要提供驱动电机的指令,来控制电机,完成规定的速度和动作等。
桨叶
            桨叶是通过自身旋转,将电机转动功率转化为动力的装置。在整个飞行系统中,桨叶主要起到提供飞行所需的动能。按材质一般可分为尼龙桨,碳纤维桨和木桨等。
电池
            电池是将化学能转化成电能的装置。在整个飞行系统中,电池作为能源储备,为整个动力系统和其他电子设备提供电力来源。目前在多旋翼飞行器上,一般采用普通锂电池或者智能锂电池等。
遥控系统
            遥控系统由遥控器和接收机组成,是整个飞行系统的无线控制终端。
飞行控制系统
            飞行控制系统集成了高精度的感应器元件,主要由陀螺仪(飞行姿态感知),加速计,角速度计,气压计,GPS及指南针模块(可选配),以及控制电路等部件组成。通过高效的控制算法内核,能够精准地感应并计算出飞行器的飞行姿态等数据,再通过主控制单元实现精准定位悬停和自主平稳飞行。根据机型的不一样,可以有不同类型的飞行辅助控制系统,有支持固定翼、多旋翼及直升机的飞行控制系统。
多旋翼飞行器是通过调节多个电机转速来改变螺旋桨转速,实现升力的变化,进而达到飞行姿态控制的目的。
    多旋翼飞行原理详解
             以四旋翼飞行器为例,飞行原理如下图所示,电机1和电机3逆时针旋转的同时,电机2和电机4顺时针旋转,因此飞行器平衡飞行时,陀螺效应和空气动力扭矩效应全被抵消。与传统的直升机相比,四旋翼飞行器的优势:各个旋翼对机身所产生的反扭矩与旋翼的旋转方向相反,因此当电机1和电机3逆时针旋转时,电机2和电机4顺时针旋转,可以平衡旋翼对机身的反扭矩。
一般情况下,多旋翼飞行器可以通过调节不同电机的转速来实现4个方向上的运动,分别为:垂直、俯仰、横滚和偏航。
 
垂直运动,即升降控制
            在图(a)中,两对电机转向相反,可以平衡其对机身的反扭矩,当同时增加四个电机的输出功率,旋翼转速增加使得总的拉力增大,当总拉力足以克服整机的重量时,四旋翼飞行器便离地垂直上升;反之,同时减小四个电机的输出功率,四旋翼飞行器则垂直下降,直至平衡落地,实现了沿z轴的垂直运动。当外界扰动量为零时,在旋翼产生的升力等于飞行器的自重时,飞行器便保持悬停状态。保证四个旋翼转速同步增加或减小是垂直运动的关键。
 
俯仰运动,即前后控制
            在图(b)中,电机1的转速上升,电机3的转速下降,电机2、电机4的转速保持不变。为了不因为旋翼转速的改变引起四旋翼飞行器整体扭矩及总拉力改变,旋翼1与旋翼3转速该变量的大小应相等。由于旋翼1的升力上升,旋翼3的升力下降,产生的不平衡力矩使机身绕y轴旋转(方向如图所示),同理,当电机1的转速下降,电机3的转速上升,机身便绕y轴向另一个方向旋转,实现飞行器的俯仰运动。
 
横滚运动,即左右控制
            与图(b)的原理相同,在图(c)中,改变电机2和电机4的转速,保持电机1和电机3的转速不变,便可以使机身绕x轴方向旋转,从而实现飞行器横滚运动。
偏航运动,即旋转控制
            四旋翼飞行器偏航运动可以借助旋翼产生的反扭矩来实现。旋翼转动过程中由于空气阻力作用会形成与转动方向相反的反扭矩,为了克服反扭矩影响,可使四个旋翼中的两个正转,两个反转,且对角线上的各个旋翼转动方向相同。反扭矩的大小与旋翼转速有关,当四个电机转速相同时,四个旋翼产生的反扭矩相互平衡,四旋翼飞行器不发生转动;当四个电机转速不完全相同时,不平衡的反扭矩会引起四旋翼飞行器转动。在图(d)中,当电机1和电机3的转速上升,电机2和电机4的转速下降时,旋翼1和旋翼3对机身的反扭矩大于旋翼2和旋翼4对机身的反扭矩,机身便在富余反扭矩的作用下绕z轴转动,从而实现飞行器的偏航运动。
 
飞行控制系统通过高效的控制算法内核,能够精准地感应并计算出飞行器的飞行姿态等数据,再通过主控制单元实现精准定位悬停和自主平稳飞行。
            在没有飞行控制系统的情况下,有很多的专业飞手经过长期艰苦的练习,也能控制飞行器非常平稳地飞行,但是,这个难度和要求特别高,同时需要非常丰富的实战经验。如果没有飞行控制系统,飞手需要时时刻刻关注飞行器的动向,眼睛完全不可能离开飞行器,时时刻刻处于高度紧张的工作状态。而且,人眼的有效视距是非常有限的,即使能稳定地控制飞行,但是控制的精度也很可能满足不了航拍的需求,控制距离越远,控制精度越差。还有,对于不同的拍摄需求,以及面临不同的拍摄环境或条件,人为飞行控制更是难上加上,甚至根本不可能实现。
            飞行控制系统是目前实现简单操控和精准飞行的必备武器。
飞行控制系统一般主要由主控单元、IMU(惯性测量单元)、GPS指南针模块、LED指示灯模块等部件组成。
     1、主控单元是飞行控制系统的核心,通过它将IMU、GPS指南针、舵机和遥控接收机等设备接入飞行控制系统从而实现飞行器自主飞行功能。除了辅助飞行控制以外,某些主控器还具备记录飞行数据的黑匣子功能,比如:DJI的Ace One。主控单元还能通过USB接口,进行飞行参数的调节和系统的固件升级。
IMU(惯性测量单元),包含3轴加速度计、3轴角速度计和气压高度计,是高精度感应飞行器姿态、角度、速度和高度的元器件集合体,在飞行辅助功能中充当极其重要的角色。
GPS指南针模块,包含GPS模块和指南针模块,用于精确确定飞行器的方向及经纬度。对于失控保护自动返航,精准定位悬停等功能的实现至关重要。
LED指示灯模块,用于实时显示飞行状态,是飞行过程中必不可少的,它能帮助飞手实时了解飞行状态。
实现精准定位悬停
           飞行控制系统,由于配置有GPS指南针模块,可以实现锁定经纬度和高度的精准定位。即使碰到有风或者其它外力的作用下,飞行控制系统也能通过主控制单元发出的定位指令来自主控制飞行器以实现精准定位悬停。
智能失控保护/自动返航降落
            飞行控制系统能自动记录返航点,当飞行过程中,出现控制信号丢失,即无线遥控控制链路中断的情况,飞行控制系统能自动计划返航路线,实现自动返航和降落,使飞行或航拍更加安全可靠。
低电压报警或自动返航降落
            由于多旋翼飞行系统普遍采用电池供电的方式,巡航时间有限。为保证更高效地完成飞行作业任务,飞行控制系统的低电压报警功能会及时通过LED指示灯提醒飞手当前的电压状态,在紧急的情况下,还可以实现自主返航或者降落,以保证整个飞行系统的安全。
内置(两轴)云台增稳功能
          云台系统作为无人机航拍不可缺少的设备,主要用以稳定相机,从而拍摄出稳定流畅的画面。越来越多的人采用无人机航拍,主要是因为其成本较低,性价比相对较高。除了无人机飞行系统以外,还需要挂载摄像设备来实现航拍。如果直接将摄像设备进行硬连接,会导致拍摄画面抖动或果冻,这样的素材即使通过软件后期调试也基本不能使用。
可扩展地面站功能
            飞行控制系统还可扩展成更加强大的地面站功能,从而实现超视距全自主飞行。通过地面控制终端,可提前设定飞行航线,高度及速度等参数,一键即可实现从起飞、航线飞行,返航降落等全自主飞行功能。
            地面站系统拥有3D地图,可视化飞行仪表,提供飞机姿态、坐标、速度、角度等实时飞行数据,同时也提供飞机及飞控系统状态信息。
智能方向控制
            智能方向控制(IOC, Intelligent Orientation Control),分为航向锁定和返航点锁定,是一种为多旋翼飞行器量身定制的辅助方向控制功能。在无法辨别飞行器方向的时候,可充分利用该功能对飞行器的方向进行控制。
航向锁定:
     在使用航向锁定时,飞行前向和主控记录的某一时刻的机头朝向一致。
返航点锁定:
     在使用返航点锁定时,飞行前向为返航点到飞行器的方向。
热点环绕(POI)
            热点环绕(POI,Point of Interest)功能,在GPS信号良好的情况下,可以通过拨动遥控器上预先设置好的开关,将飞行器当前所在的坐标点记录为热点。
            以热点为中心,在半径5米至500米的范围内,只需要发出横滚的飞行指令,飞行器就会实现360度的热点环绕飞行,机头方向始终指向热点的方向。该功能设置简单,使用方便,可实现对固定的景点进行全方位拍摄的应用。
断桨保护功能(六轴及以上的机型)
断桨保护功能是指在姿态或GPS姿态模式下,飞机意外缺失某一螺旋桨动力输出时,飞机可以采用牺牲航向轴控制的办法,继续保持飞行水平姿态。此时飞机可以继续被操控,并安全返航。这一设计大大降低了炸机的风险。
飞行控制系统一般提供三种飞行模式,GPS姿态模式、姿态模式和手动模式。
(1)GPS姿态模式,必须要有选配GPS模块,除了能自动保持飞行器姿态平稳外,还能具备精准定位的功能,在该种模式下,飞行器能实现定位悬停,自动返航降落等功能;
(2)姿态模式,适合于没有GPS信号或GPS信号不佳的飞行环境,能实现自动保持飞行器姿态和高度,但是,不能实现自主定位悬停;
(3)手动模式,只能由比较有经验的飞手来控制,在该模式下,飞行控制系统不会自动保持飞行姿态和高度的稳定,完全由飞手手动控制,非受过专业飞行训练的飞手,请勿尝试。
地面站系统专为高端的商用及工业用无人机进行超视距(BVR)全自动飞行作业而设计,配备了可靠的远程无线通讯设备(Data Link)和人性化设计的地面站控制软件(GCS)。
            使用者可以在地面站控制软件中预先规划整个飞行航线,以及预设拍照、空投等作业动作。通过软件的航线自检功能和3D化的地理信息显示,对飞行任务的合理性和准确性一目了然。
            整套系统不仅能确保飞行器稳定的飞行状态和安全性,精确地航线飞行、再辅以全自动起飞/降落,自适应转弯调整,遇险自动返航等高级功能,实现整个飞行任务在无人干预的情况下全自动执行,大大降低了无人机专业应用的复杂程度,可广泛应用于专业航拍(AP)、遥感测绘、航空探矿、灾情监视、交通巡逻、治安监控、森林防火、电力巡线等领域。
地面站类型及硬件需求:
1、PC 地面站(以WKM为例)
地面站类型及硬件需求:
2、iPad地面站(以Phantom 2为例)
地面站类型及硬件需求:
3、智能手机地面站(以Phantom 2 Vision +为例)
地面站特点:
1、人性化界面设计
2、谷歌3D地图视角
3、工业级飞行控制算法
4、实时飞行仪表盘
5、遇险自动返航/一键返航
6、键盘/自定义摇杆飞行控制
7、随点随行功能
8、全自主起飞/降落
9、自定义航点
10、6种预设航线模板
地面站特点:
11、3种航点转弯模式可选
12、自定义舵机通道控制
13、批量航线动作任务设置
14、实时飞行航线编辑
15、F通道控制器
16、相对坐标编辑器
17、摄影测量工具包
18、仿真飞行模拟
19、飞行任务导入/导出
常用模拟器主要有RealFlight 、Reflex XTR、Aerofly、凤凰Phoenix等。
RealFlight
            RealFlight是目前普及率最高的一款模拟飞行软件,它具有拟真度高、功能齐全、画面逼真等优点,最新版本为RealFlight Generation7。
Reflex XTR
            Reflex XTR 是老牌的德国模拟软件,适合直机的模拟练习,附带精选的26个飞行场景,一百多架各个厂家的直升机,一百多架各个厂家的固定翼,60部飞行录像。
AEROFLY
            AEROFLY是一款德国的模拟软件,象真度较高,适合中高级训练者使用,但价格昂贵,对电脑硬件要求较高。
凤凰PHOENIX
           凤凰模拟器是一款受欢迎的国产模拟器软件,效果逼真,场景迷人。
以RealFlight7.0为例,模拟器软件的安装方法如下:
1、打开光盘根目录下setup.exe文件(有些情况光盘会自动运行),出现下图:
2、点击Run setup.exe按钮,出现(图1);点击Advanced按钮之后会出现下拉窗口,可以选择安装路径,之后点击Install按钮,开始安装(图2);看到(图3)就代表安装完成。
3、接下来运行桌面上的RealFlight控制台,输入序列号,在光盘包装上
4、输入序列号后,点击OK键,这时出现注册成功,接下来会出现有新版本是否下载更新,请选择online update。之后会出现下图,点运行RealFlight。
5、a.如果运行出现下图报错,请安装光盘自动运行界面里的驱动DirectX9.0c
安装好驱动DirectX9.0c,重新运行桌面上的RealFligt控制台,点击运行RealFligt
     b.如果出现未发现可用端口,这是说明没有连接模拟器硬件,将模拟器连接到电脑USB端口上。
至此,模拟器软件的安装工作完成。
1、模拟器的调试和设置要根据通道来设定,一定要在遥控器设置的选项里设置好摇杆的位置,校准中立点,通道的正反向,这样才能实现对飞机的精准操控。
2、接下来运行桌面上的控制台,运行RealFlight G7.0,出现下面的软件界面选择FLY按钮。
3、现在设置遥控器,选择Simulation菜单里的Select Controller。
4、接下来弹出菜单选择InterLink Elite
5、再选择弹出对话框里的通道校准Calibrate。会出现下图,这时摇杆最大范围来回打方框几次。最后都放在中位。让最上面的4个通道都在中间。
至此模拟器软件的安装工作完成,接下来就可以使用模拟器练习飞行了!
遥控手法的选择:分为美国手、日本手和其他手法,前两者为主流对象!
美国手:美国手的油门和方向在左边,副翼和升降在右边;
左手操纵杆向上是油门加大,飞机速度加快(油门杆是不回中的),反之减小,速度减慢;
左杆向左,方向舵向左偏转,飞机航向向左偏转(方向杆要回中),反之向右,航向向右偏转;
右杆向下,升降舵向上偏转,飞机机头向上爬升(升降杆要回中),反之向上,升降舵向下偏转,飞机机头向下俯冲
右杆向左,右边副翼向下偏转,左边副翼向上偏转,飞机以机身为轴心向左倾斜(副翼杆要回中),反之向右倾斜
日本手:日本手的油门和副翼在右边,方向和升降在右边;
右手操纵杆(以下就称为右杆)向上是油门加大,飞机速度加快(油门杆是不回中的),反之减小,速度减慢;
右杆向左,右边副翼向下偏转,左边副翼向上偏转,飞机以机身为轴心向左倾斜(副翼杆要回中),反之向右倾斜
左杆向左,方向舵向左偏转,飞机航向向左偏转(方向杆要回中),反之向右,航向向右偏转;
左杆向下,升降舵向上偏转,飞机机头向上爬升(升降杆要回中),反之向上,升降舵向下偏转,飞机机头向下俯冲
模拟器练习技术标准
模拟器练习考核标准
遥控器,英文名(Remote Control),意思是无线电控制,通过它可以对设备、电器等进行远距离控制。主要分为工业用遥控器和遥控模型用遥控器两大类。
常用遥控器品牌主要有FUTABA、JR、Spektrum、Hitec、WFLY
遥控器参数设置 
第1步:在遥控器上选择飞行器类型:        假设您现在已经将主控连接至电脑,并打开调参软件。此时,先打开遥控器,再给主控上电。双击遥控器LNK进入LINKAGE MENU页面,并选择MODEL SEL项:如下图所示
进入后,选择NEW新建遥控器控制模式。并在TYPE中选择AIRPLANE类型,其他所有设置保持默认。 双击LNK进入LINKAGE MENU页面并选择FUNCTION,如下图所示:
第2步:为U通道选择一个开关:        我们将第7通道和遥控器上的SC三档开关设置为控制模式切换开关(此处为举例,用户可以根据自己的需要设置其他通道为控制模式切换开关)。进入FUNCTION第二页,并将光标移至第7通道AUX5的CTRL位,如下图所示:
按RTN键后选择SC,此时上面页面和调参软件的控制模式切换开关栏将变成将变成如下图所示:
第3步:设置Fail-Safe: 双击LINK进入LINKAGE  MENU页面:
选择并进入END POINT页面的第二页。此时第7通道AUX5中左侧limit  point值为135%,如下图所示。
使用遥控器上的触摸圆盘将第7通道AUX5中左侧limit point值改成40%,使得调参软件中控制模式切换开关的滑块指向Fail-Safe并是其变蓝,如下图所示:
退出上页,并进入LINKAGE MENU中的FAIL SAFE页面:
此时的FAIL SAFE页面第二页中第7通道的值为如下图所示:
将第7通道AUX5的F/S和B.F/S两个值设置成如下图所示:
然后将光标移至POS栏,并且长安RTN。此时POS值将会变成39%,如下图所示。
第4步:设置控制模式         回到LINKAGE MENU的END  POINT页面的第二页,将第7通道AUX5中左侧limit point值调为80%,使得调参软件中控制模式切换开关的滑块指向M,如下图所示:
将SC档位切至第三档,并将第7通道AUX5中右侧limit point值调为80%,使得调参软件中控制模式切换开关的滑块指向GPS,如下图所示:
此时若关闭您的遥控器,调参软件中控制模式切换开关的滑块将自动指向Fail-Safe,如下图所示
  注:如果您使用的是JR遥控器,与FUTABA遥控器的END POINT页面相对应的页面为TRAVEL ADJ
锂聚合物电池介绍
锂聚合物电池(Li-polymer,又称高分子锂电池)是一种化学性质的电池,相对普通电池来说,能量高、小型化、轻量化、放电电流大、单片电池电压大。在形状上,锂聚合物电池具有超薄化特征,可以配合一些产品的需要,制作成不同形状与容量的电池。该类电池,理论上的最小厚度可达0.5mm。
            锂聚合物电池具有高倍率、高能量比、性能高、高安全、寿命长,环保无污染,质量轻等优点。
多旋翼飞行器常用锂电池介绍
6S 10000mah电池,多用于S1000、S800 EVO等6轴及以上大型多旋翼飞行器。
3S 5000mah电池,多用于风火轮F550等4轴中小型多旋翼飞行器。
3S 2200mah电池,多用于Phantom1、风火轮F450等4轴小型多旋翼飞行器。
3S 5200mah电池,用于Phantom2、Vision、Vision+等四轴小型多旋翼飞行器。
锂聚合物电池的参数说明
电池主要参数有C数、P数、S数等,具体含义如下:
            C数是指电池能正常放电的倍数。可以简单理解为放电能力。C数乘以容量,就是电池最大放电电流。
             S数是指串联锂电池电芯的片数,S数越大,电池的电压越大。
             P数是指并联锂电池电芯的片数,P数越大,电池的电流越大。
电池充电器介绍
            电池充电器用于为无人飞行器的动力电池充电。目前市场上比较常用的充电器有Cellpro PowerLab 8 v2 、Hyperion EOS-0720i-SDUO3等。
充电器的特性
电池充电器主要有以下特性:
1、平衡电压测量分辨率,可以充分保护电池。
2、节能环保的再生放电功能,当使用汽车电瓶供电时,放电电流可反向给汽车电瓶充电。
3、超快平衡能力,平衡电流高达1000mA。
4、提供智能电源管理系统,可设置放电电流、电压限制和放电量告警,避免过度放电。
5、支持并联充电,在并联充电板的支持下,可同时给多块电池充电。
以Cellpro PowerLab 8 v2充电器对6S 10000mah电池进行充电为例,基本使用步骤如下:
(1)接上电源,并连接电池。(推荐使用1200W 27V DC电源)
(2)选择电源类型,该充电器有Battery(电瓶或充电站)和DC Power Supply(电源供应器)两种选择,推荐选择后者。
(3)设置充电参数
            推荐选择HIGH POWER模式,同时充电电池数量:如果是一块,选择“NO”,如果是两块,选择“2P”,最大可选择“9P”。
充电模式和充电电流:充电电流10A。
放电电流:推荐选择默认值4A。
Only Charge(仅充电):推荐选择“Only Charge”
以上步骤执行完成后,按确认键,系统进行电池检测,检测正常后,再按确认键,开始充电。
电池与充电器使用注意事项
1、充电
     充电电流:充电电流不得超过最大充电电流(一般情况下为0.5~1.0C或以下),使用高于推荐电流充电将可能引起电池的充放电性能、机械性能和安全性能的问题,并可能导致发热或泄漏。
     充电电压:充电电压不得超过规定的限制电压(4.2V/单体电池),4.25V为每单片充电电压的最高极限。
     充电温度:电池必须在规定环境温度范围内进行充电,否则电池易受损坏。当电池表面温度异常时(指电池表面温度超过50°C),应立即停止充电。
     反向充电:正确连接电池的正负极,严禁反向充电。若正负极接反,将无法对电池进行充电。
2、放电
     放电电流:放电电流不得超过规定的最大放电电流,过大电流放电会导致容量剧减并导致电池过热膨胀。
     放电温度:电池必须在规定的工作温度范围内放电。当电池表面温度超过70°C时,要暂时停使用,直到电池冷却到室温为止。
     过放电:过放电会导致电池损坏,放电时不得使单片电池的电压低于3.6V。 
3、贮存
     电池应放置在阴凉的环境下贮存,长期存放电池时(超过3个月),建议置于温度为10-25°C且低温度无腐蚀性气体的环境中。电池在长期贮存过程中每3个月充放电一次以保持电池活性,并保证每个电芯电压在3.7~3.9V范围内。
概述
            多旋翼飞行器在整个飞行系统中作为飞行的载体,根据飞行的实际需要(比如:载重)不一样,需要选择不一样的飞行器作为合适的载体。一般情况下,根据多旋翼飞行器的尺寸大小及可操作性,可以将多旋翼飞行器分为:大众用户级,DIY用户级和专业用户级三个类别。
大众用户级多旋翼飞行器——Phantom 2 Vision +
Phantom 2 Vision+ 的介绍
            秉承 Phantom 系列的简单易用,Phantom 2 Vision+ 是真正意义上第一款到手即飞的航拍飞行器,不需要任何形式的 DIY。高精度的三轴陀螺稳定云台,可以主动抵消飞机带来的抖动, Phantom 2 Vision+ 犹如空中三脚架,能够拍出令人惊叹的航拍画面。借助内置惯性导航传感器与 GPS,Phantom 2 Vision+ 可以在空中稳定悬停。支持用户预设最多16个航点!规划航线,自动飞行,航拍更得心应手。
特性
雷达锁定&自动返航
     雷达锁定:手机上实时显示飞机的方位朝向和飞行参数等。
     自动返航:飞行器在超出遥控距离后也能自动返回起飞点并自动降落,免去后顾之忧。
飞行参数实时显示
           飞行参数实时显示在手机屏幕上,随时掌控飞行状态。
三轴陀螺稳定云台
           高精度的三轴陀螺稳定云台,可以主动抵消相机的抖动,让 Phantom 2 Vision+ 如同纹丝不动的空中三角架,拍出令人惊叹的航拍画面。
相册同步
            可以通过 Wi-Fi 将储存在相机 SD 卡内的照片与视频同步到手机相册,免去上传至电脑的麻烦。
安全飞行特性
            因安全和责任的考虑,Phantom 2 系列增加飞行区域限制功能。飞行器在靠近全球主要机场时,在机场中心一定区域范围内,飞行器的飞行将会受到限制。
Phantom 2 Vision+ 与其它Phantom飞行器的区别
DIY用户级多旋翼飞行器——Flame Wheel F450
Flame Wheel F450 的介绍
             Flame Wheel(风火轮)系列产品是DJI开发的多旋翼飞行平台。配合DJI的WooKong-M或Naza-M自动驾驶系统,可完成悬停、巡航、甚至滚转等飞行动作,广泛应用于休闲娱乐、航拍以及FPV等航模运动中。
特性
超高强度材料
        力臂采用PA66+30GF超高强度材料制成,耐摔、耐撞击。
集成PCB板连线
        配备高强度复合PCB电路板,使电调、电源等连线更加快捷、安全。
超大安装空间
        采用优化设计,为各种飞控系统及配件提供充足的安装空间。
炫彩力臂
        红、白、黑三种力臂颜色供用户选择搭配,让飞行更加炫丽多彩。
专业用户级多旋翼飞行器——Spreading Wings S1000
Spreading Wings S1000的介绍
            S1000是一款专业级载机,具有便携易用、操作友好、安全稳定等特点,是专业航拍应用的不二选择。
特性
安全稳定
     (1)S1000采用V型8旋翼设计,配合DJI飞控使用时即使某一轴被意外停止工作也能最大幅度保证飞机处于稳定状态。
     (2)机身板内部集成了含DJI专利同轴接头的电源分布设计;主电源线选用AS150防火花插头与XT150的组合,可以防止用户插错电池极性,也能有效的防止电池自短路。 (3)从中心板到机臂、起落架等多处均使用全碳纤维材料,系统在低自重的基础上做到了最高的结构强度。
专业级载机
(1) 整机自重约4Kg,最大起飞重量约11Kg。
(2) 云台安装架下移设计,集合系统标配收放起落架。
(3) 全新的悬挂设计以及电机减震设计。新电池托盘位置设计,方便用户安装电池,电池更加稳固。
(4) 支持当前所有的Z15云台。
(5) 为A2优化的安装与布线设计,并允许A2天线远离碳纤维、金属等材料,获得更加良好的信号质量。
便携、易用
(1) 所有机臂均可向下折叠、配合1552折叠桨,可使整机运输体积最小化。
(2) 只需抬起机臂、锁紧机臂卡扣、给系统上电,就已经进入了飞行就绪状态。
(3) 中心架在提供3组XT60供电插座的同时,还预留了8处设备安装位。
操纵性
(1) 所有机臂采用8°内倾和3°侧倾设计。
(2) 力臂内置40A高速电调、使4114 pro电机在配合1552高效折叠桨工作在6S电源时,获得单轴最大近2.5Kg的强劲推力输出。
概述
            多旋翼飞行控制系统是整个飞行系统的核心,其安装和调试至关重要。目前普遍常用的DJI多旋翼飞行控制系统有:Naza-M, WooKong-M和A2。其中,Naza-M主要适用于普通用户和DIY用户,推荐安装在小型的多旋翼飞行器上;WooKong-M和A2主要适用于专业用户,适合安装在相对较大的多旋翼飞行器上。
NAZA-M飞行控制系统的安装调试
NAZA-M介绍
            Naza-M“哪吒”是DJI多旋翼新一代轻量级控制平台,不同于WooKoog-M着重于大载重与专业航拍的应用,它在继承了DJI产品优异的飞行稳定性的同时,提供了卓越的手感和机动性。
特性
支持九种多旋翼类型
免费开放地面站
智能方向控制 (IOC)
            在普通飞行过程中,飞行器的飞行前向为飞行器的机头朝向。启用智能方向控制后,在飞行过程中,飞行器的飞行前向与飞行器机头朝向没有关系。
            在使用航向锁定时,飞行前向和主控记录的某一时刻的机头朝向一致。
在使用返航点锁定时,飞行前向为返航点到飞行器的方向。
断桨保护功能(六轴及以上的机型)
            断桨保护功能是指在姿态或 GPS 姿态模式下,飞机意外缺失某一螺旋桨动力输出时,飞机可以采用牺牲航向轴控制的办法,继续保持飞行水平姿态。此时飞机可以继续被操控,并安全返航。
失控返航&一键返航
            当飞行器与遥控器之间,因为控制距离太远或者信号干扰失去联系时,系统将触发失控保护功能,在 GPS 信号良好的情况下,自动触发自动返航安全着陆功能。此外还新增加了遥控器开关触发自动返航的功能,无需进入失控保护模式。
NAZA-M安装调试
以Flame Wheel F450为例,具体安装调试步骤如下:
连接(端口说明)
连接(端口说明)
连线
安装调试
安装驱动程序和调参软件
使用调参软件进行调试
推荐感度参数
WKM飞行控制系统的安装调试
WKM介绍
            DJI WooKong Multi-rotor(WKM)是一款多旋翼飞行控制系统。无论是搭载专业的还是业余的多旋翼飞行器平台,WKM都可以为其提供稳定的自主平衡和精准的GPS定位悬停功能。多旋翼飞行器平台从四桨到八桨,WKM均适用。
特性
适用九种常用多旋翼平台/支持用户自定义电机混控 四旋翼—– I型,X型 六旋翼—– I型,V型,Y型,IY型 八旋翼—– X型,I型,V型        面向商用及工业用多旋翼平台的高度产品化的飞控系统。安装简单,设置便捷,使用稳定。
内置云台增稳功能
            WooKong-M的云台稳定功能适用于几乎全部的两轴稳定云台结构,只需要通过一次性的参数设定,系统就会根据整个飞机的飞行姿态,对云台进行及时的矫正和调整,使镜头保持在一个稳定的角度,增加航空拍摄的稳定度。
支持iPad地面站
            支持iPad 3,iPad4,iPad mini,仅需配备一个蓝牙电台和BTU模块。不需要冗长的数据连接线,利用地面站控制飞行器,更加轻松简单,就像在iPad上玩游戏一样。
手机版调参软件
            支持iPhone4s,iPhone5,iPad3,iPad4,iPadmini,iPod5,仅需一个内含蓝牙模块的LED指示灯,即可随时使用移动设备调参。利用低功耗蓝牙通信,最大限度降低调参对移动设备电能的消耗,自动保存上次连接记录,密码机制保证安全链接。
普通接收机、PPM接收机及S-BUS支持
            适用于市场上绝大多数的遥控器和接收机设备,PCM 或 2.4GHz,简单应用,提供更多选择。同时WooKong-M也增加了对PPM接收机设备的支持,安装PPM接收机后内部布线格局将变得更为简洁美观。
电源管理模块
            专门为WooKong-M系统设计的电源管理模块。其主要功能是产生两路电源分别为整个WooKong-M系统与接收机供电,同时还提供了一个测量动力电池电压的接口,以及两个Can-Bus扩展,用于电压检测和报警机制。
内置减震设计
            无需再额外安装外框架或减震垫,只需要简单粘贴在机身上,不仅大大缩小了体积,减轻了重量,并简化了安装流程。
精准定位悬停
            有了WooKong-M的支持,多旋翼飞行器可以锁定经纬度和高度精确悬停,哪怕在风力较大的情况,也同样可以在很小范围内稳定悬停。精度可以达到水平≤2米,高度≤0.5米。
高精度控制/驾车般手感
             有了WooKong-M的辅助,控制飞机的手感就像驾驶汽车一样简单,直观,控制力强,控制飞机的飞行本身,已经成为一项轻松和精确的操作,飞行员可以把注意力更多集中在其他的工作上,如控制拍摄角度,而不必紧张于驾驶本身。
WKM安装调试
以Spreading Wings S800 EVO为例,具体安装调试步骤如下:
安装连接
安装连接
安装调试
安装驱动程序和 PC 版调参软件
1. 请先从 DJI 官方网站下载相应的调参软件和驱动程序。
2. 使用 USB 连接线连接飞控系统和电脑,并给飞控系统上电。
3. 运行驱动安装程序。按照提示完成驱动安装。
4. 运行调参软件安装程序。严格按照安装说明提示完成安装。
使用 PC 版调参软件进行调试
下表是在 DJI F450/F550/S800 配置下的推荐参数,您可以参考下表在调参软件中设置基本感度和姿态感度。
A2飞行控制系统的安装调试
A2介绍
            A2多旋翼飞行控制器,是一款成熟的工业级商用多旋翼平台飞行控制系统,全方位开创了严苛环境下完美飞行控制及精准定位的新时代。
特性
           适用九种常用多旋翼平台/支持用户自定义电机混控
热点环绕(POI)
            A2具备热点环绕功能, 在GPS信号良好的情况下,可以通过拨动遥控器上预先设置好的开关,将飞行器当前所在的坐标点记录为热点。以热点为中心,在半径5米至500米的范围内,只需要发出横滚的飞行指令,飞行器就会实现360度的热点环绕飞行,机头方向始终指向热点的方向。该功能设置简单,使用方便,可实现对固定的景点进行全方位拍摄的应用。
智能起落架功能
            使用智能起落架功能,一旦通电后,保护起落架在地面默认放下(不会意外收起);在紧急情况时(如:断桨保护、自动降落等)放下起落架,以保护飞行器和云台;飞行高度超过5m后可通过设置的开关控制起落架的收起和放下。
失控返航 & 一键返航
            当飞行器与遥控器之间,因为控制距离太远或者信号干扰失去联系时,系统将触发失控保护功能,在GPS信号良好的情况下,自动触发自动返航安全着陆功能。
            此外还新增加了遥控器开关触发自动返航的功能,无需进入失控保护模式。
断桨保护功能(六轴及以上的机型)
            断桨保护功能是指在姿态或GPS姿态模式下,飞机意外缺失某一螺旋桨动力输出时,飞机可以采用牺牲航向轴控制的办法,继续保持飞行水平姿态。此时飞机可以继续被操控,并安全返航。这一设计大大降低了炸机的风险。
A2安装调试
以Spreading Wings S1000为例,具体安装调试步骤如下:
连接
总体连线图
PC 调参软件安装与设置
安装驱动程序和调参软件
正确设置控制模式开关
检查设置
在绝大多数情况下,对于航拍来说,我们需要从高空拍摄出非常稳定流畅的素材,相机云台系统必不可少。目前,从云台系统的使用来看,主要分为:机载云台系统(比如:DJI Zenmuse)和手持云台系统(比如:DJI Ronin)。
Zenmuse H3-3D安装调试
以Phantom2为例,具体安装调试步骤如下:
云台介绍
            H3-3D是开发的一款优秀云台,可广泛应用于休闲娱乐、航拍等航模运动中。它在机械结构上内部走线避免线材缠绕,内置独立惯性测量单元(Inertial Measurement Unit, IMU)精确控制云台姿态,集成云台专用伺服驱动模块等。
云台描述
安装云台到 Phantom 2
            以下步骤引导您将云台安装到 Phantom 2,该步骤也适用于安装到 DJI 其它类型飞行器或您自备的飞行器。
     1. 首先将两个云台防脱落扣安装在下图中蓝色标记所示的对角线上,然后用 4 颗 M3.0x5 螺丝安装至Phantom 2 机身底部。
2. 将减震装置上板上的减震球套进减震装置下板的四个孔中,确保所有的减震球安装牢固。
3. 如下图所示将云台防脱落件盘推入云台防脱落扣中的合适位置,并确保云台防脱落件之间扣死。
4. 首先,将 Phantom 2 上的 8 针线插入到抗干扰加强板的 Phantom 2 端口,然后,使用 8 针线连接抗干扰加强板的 H3-3D 端口与云台上的 8 针端口。抗干扰加强板既可安装于机身外,也可以安装于机身内部的预留位上
云台控制器与飞控系统连接
            云台控制器可以水平或者竖直地安装于飞行器上,按照以下步骤完成云台控制器与飞控的连接。
1、保持原有飞控系统的安装连接不变,升级主控器至最新固件(如下表所示)。
2、连接飞控系统。
 

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