1.硬件組成:機(jī)架,4個螺旋槳, 4個電機(jī),4個電調(diào),1信號接收器,1個飛控板,1個 穩(wěn)壓模塊,一個電池
螺旋槳:四個螺旋槳都要提供升力,同時(shí)要抵消螺旋槳的自旋,所以需要正反槳,即對角的槳旋轉(zhuǎn)反向相同,正反相同。相鄰的槳旋轉(zhuǎn)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(jī)旋轉(zhuǎn)方向一致)
電機(jī):電機(jī)的kv值:1v電壓,電機(jī)每分鐘的空轉(zhuǎn)速度。kv值越小,轉(zhuǎn)動力越大。電機(jī)與螺旋槳匹配:螺旋槳越大,需要較大的轉(zhuǎn)動力和需要的較小的轉(zhuǎn)速就可以提供足夠大的升力,因此槳越大,匹配電機(jī)的kv值越小。
電調(diào):將飛控板的控制信號,轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鞯拇笮。刂齐姍C(jī)的轉(zhuǎn)速,同時(shí)給飛控板供電。電調(diào)將電池提供的11.1v的電壓變?yōu)?.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(zhuǎn)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(tài)。
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(wěn)態(tài)的系統(tǒng)也會有一定的誤差,為了消除穩(wěn)態(tài)下的誤差,將穩(wěn)態(tài)下的誤差在時(shí)間上積分,積分項(xiàng)隨著時(shí)間的增大會趨于0,因此積分減少了比例控制帶來的穩(wěn)態(tài)誤差
微分控制:根據(jù)輸入誤差信號的變化率(微分)預(yù)測誤差變化的趨勢,避開被控對象的滯后特性,實(shí)現(xiàn)超前控制
參數(shù)調(diào)整:根據(jù)被控過程的特性不斷調(diào)整PID控制器的比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小
1.2運(yùn)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(zhuǎn),前低后高爬升,1,2轉(zhuǎn)速減小,3,4轉(zhuǎn)速增大,pitch為負(fù)
橫滾:繞x軸旋轉(zhuǎn),2,3轉(zhuǎn)速增大,1,4轉(zhuǎn)速減小,機(jī)體右滾,roll值為正
偏航:繞z軸旋轉(zhuǎn),假設(shè)2,4順時(shí)針,1,3逆時(shí)針,當(dāng)2,4轉(zhuǎn)速增大,1,3轉(zhuǎn)速減小時(shí),機(jī)頭右偏,yaw值為正
垂直:調(diào)節(jié)油門大小,四個旋翼的轉(zhuǎn)速同時(shí)變大或者變小
pitch yaw roll值分析:
俯仰角(pitch):正半軸位于坐標(biāo)原點(diǎn)的水平面之上(抬頭)時(shí),俯仰角為正,否則為負(fù)
滾轉(zhuǎn)角(roll): 機(jī)體向右滾為正,反之為負(fù)
偏航角(yaw):機(jī)頭右偏航為正,反之為負(fù)
3.遙控器的使用
模式設(shè)置:固定翼模式/直升機(jī)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(jī)頭左右偏航,即繞Z軸旋轉(zhuǎn);
升降舵控制俯仰,上推機(jī)頭壓低,機(jī)身上升,下拉機(jī)頭太高,機(jī)身降低;
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