無人機(jī)在現(xiàn)在是非常的火熱，不管是民用還是軍用，或者是用來高空拍攝勘測地形等都有很大的幫助，現(xiàn)在有很多無人機(jī)都是四旋翼的，那么大家知道這是為什么么？本篇賢集網(wǎng)小編就來為大家介紹一下四旋翼無人機(jī)原理、四旋翼無人機(jī)控制系統(tǒng)、四旋翼無人機(jī)參數(shù)、四旋翼無人機(jī)使用方法，一起來看看吧。
四旋翼無人機(jī)原理
四旋翼無人機(jī)飛行原理
根據(jù)四旋翼對稱的組成結(jié)構(gòu)有兩種飛行姿態(tài)，一種是根據(jù)四旋翼十字對稱的結(jié)構(gòu)，將處于同一水平線的一對機(jī)架梁作為x軸另一對梁作為y軸的“+”型飛行姿態(tài)，另一種是將相應(yīng)兩個梁的對稱軸線作為x軸，另一條對稱軸線作為y軸的“X”型飛行姿態(tài)。
(1)“+”型飛行姿態(tài)飛行原理
“+”型飛行姿態(tài)如圖2-3(a)所示。“+”型飛行姿態(tài)實現(xiàn)垂直運(yùn)動需要將M1、M2、M3、M4四個電機(jī)的轉(zhuǎn)速同時增大或減小，如圖2-4(a)所示。如果想讓飛行器進(jìn)行前后移動，實現(xiàn)俯仰運(yùn)動，當(dāng)將M1的轉(zhuǎn)速減小或者將M3的轉(zhuǎn)速增大，保持M2、M4的轉(zhuǎn)速不變的時候，四旋翼后會產(chǎn)生向前上方的合力，使四旋翼向前飛行。當(dāng)將M1的轉(zhuǎn)速增大或者將M3的轉(zhuǎn)速減小，保持M2、M4的轉(zhuǎn)速不變的時候，四旋翼后會產(chǎn)生向后上方的合力，使四旋翼向后飛行，如圖2-4(b)所示。如果控制四旋翼左右飛行，實現(xiàn)滾轉(zhuǎn)運(yùn)動，需要增加M2或減小M4的轉(zhuǎn)速，保持M1、M3的轉(zhuǎn)速不變，這樣會產(chǎn)生右上方的合力，使四旋翼向右飛行。當(dāng)減小M2或者增加M4的轉(zhuǎn)速，同樣保持M1、M3的轉(zhuǎn)速不變時，四旋翼會產(chǎn)生向左上方的合力，使四旋翼向左飛行，如圖2-4(c)所示。如果想讓飛行器左右轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)偏航運(yùn)動，將M1、M3的轉(zhuǎn)速增加或者將M2、M4的轉(zhuǎn)速減小，四旋翼會向右旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)向右偏航。反之，如果將M1、M3的轉(zhuǎn)速減小或者將M2、M4的轉(zhuǎn)速增加，四旋翼會向左旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)向左偏航，如圖2-4(d)所示。
圖2-4“+”型飛行姿態(tài)飛行原理圖
(2)“X”型飛行姿態(tài)飛行原理
“X”型飛行姿態(tài)如圖2-3(b)所示。“X”型飛行姿態(tài)垂直運(yùn)動與“+”型飛行姿態(tài)相同，只要同時增加或者減小電機(jī)M1、M2、M3、M4的轉(zhuǎn)速就能讓飛行器實現(xiàn)垂直運(yùn)動，如圖2-5(a)所示。如果想讓四旋翼前后飛行，實現(xiàn)俯仰運(yùn)動，如果將M1、M2的轉(zhuǎn)速減小或者將M3、M4增加時，四旋翼會產(chǎn)生向前上方的力，使四旋翼向前飛行。反之，如果將M1、M2的轉(zhuǎn)速增加或者將M3、M4減小時，四旋翼會產(chǎn)生向后上方的力，使四旋翼向后飛行，如圖2-5(b)所示。如果想讓四旋翼左右飛行，實現(xiàn)滾轉(zhuǎn)運(yùn)動，如果將電機(jī)M2、M3的轉(zhuǎn)速增加或者將M1、M3的轉(zhuǎn)速減小時，四旋翼會產(chǎn)生向右上方的合力，使四旋翼向右飛行。反之，如果減小M2、M3的轉(zhuǎn)速或者增加M1、M4的轉(zhuǎn)速，四旋翼會產(chǎn)生向左上方的合力，使四旋翼向左飛行，如圖2-5(c)所示。如果想讓四旋翼左右轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)偏航運(yùn)動，將M1、M3的轉(zhuǎn)速增加或者將M2、M4的轉(zhuǎn)速減小，四旋翼會向右旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)向右偏航。反之，如果將M1、M3的轉(zhuǎn)速減小或者將M2、M4的轉(zhuǎn)速增加，四旋翼會向左旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)向左偏航，如圖2-5(d)所示。
圖2-5“X”型飛行姿態(tài)飛行原理
四旋翼飛行姿態(tài)為“X”型飛行姿態(tài),這種飛行姿態(tài)在控制時，可以通過同時控制四個電機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制四旋翼的飛行姿態(tài)，相比“+”型飛行姿態(tài)來說控制要復(fù)雜，但是，通過同時控制四個電機(jī)的方法控制飛行姿態(tài)的聯(lián)動性較好。
四旋翼無人機(jī)控制原理
飛控通過接收機(jī)接收遙控器發(fā)送的遙控信號（地面站控制時：地面站通過云航燈或電臺發(fā)送給飛控的自主飛行指令），經(jīng)過飛控程序處理后，通過電調(diào)來控制各個電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到控制飛行器動作的目的。
四旋翼無人機(jī)控制系統(tǒng)
四旋翼無人機(jī)控制系統(tǒng)能夠利用自動控制系統(tǒng)，能夠?qū)︼w行器的構(gòu)形、飛行姿態(tài)和運(yùn)動參數(shù)實施控制，其載有加速度計、陀螺儀、氣壓計、羅盤等傳感器。由它來控制各個電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)而控制飛機(jī)的姿態(tài)，加上GPS或差分GPS可完成定點懸停，自主航線飛行等功能。四旋翼無人機(jī)在飛行控制上使用直接力矩，實現(xiàn)6自由度（控制和姿態(tài)）控制，具有多變量、非線性、強(qiáng)耦合和干擾敏感的特性。該飛行器的四個旋翼和四個電機(jī)分別固定在具有中心對稱結(jié)構(gòu)的十字架結(jié)構(gòu)機(jī)身的四個端點。改變四個電機(jī)的轉(zhuǎn)速從而改變升力，實現(xiàn)四旋翼飛行器的軌跡和姿態(tài)控制。四旋翼無人機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)是四旋翼無人機(jī)的姿態(tài)的實時檢測，姿態(tài)檢測部分包括對四旋翼無人機(jī)的姿態(tài)角以及姿態(tài)變化速率的測量。微小型四旋翼飛行器是一種非完整約束的二階欠驅(qū)動強(qiáng)耦合系統(tǒng)，在飛行過程中，四旋翼無人飛行器可以通過調(diào)節(jié)四個螺旋槳的轉(zhuǎn)速直接控制其姿態(tài)角度和飛行高度，而對于飛行器的水平位置，只能通過飛行器姿態(tài)角度與水平位置之間的耦合關(guān)系來間接控制，因此實現(xiàn)四旋翼無人飛行器三個方向的位置控制具有較大的難度。除此之外，由于四旋翼無人飛行器體積小并且重量輕，在飛行過程中空氣阻力和阻力矩對其影響比較大，因此在設(shè)計飛行控制器時還需要考慮到時變的外部干擾問題。除外界擾動以外，在每次飛行中，不同的負(fù)載導(dǎo)致飛行器的重量以及轉(zhuǎn)動慣量也都會有很大程度上的差別。
四旋翼無人機(jī)參數(shù)
四旋翼無人機(jī)有很多品牌種類，沒個品牌的四旋翼無人機(jī)參數(shù)都大不相同，下面就大家舉例：四旋翼10L無人機(jī)技術(shù)參數(shù)。
飛機(jī)尺寸1350*1350*600mm
飛機(jī)折疊尺寸800*800*600mm
飛機(jī)農(nóng)藥載重10kg
螺旋槳碳纖維植保專用螺旋槳
施藥任務(wù)系統(tǒng)藥箱、彌散式噴霧系統(tǒng)、增壓泵1套
遙控器2.4G九通道
動力電池高性能鋰聚合物鋰電池（22.2V/16000mA）
充電器大功率鋰電平衡充電設(shè)備（同時可充2塊）
無人機(jī)自穩(wěn)定系統(tǒng)有
噴施系統(tǒng)彌散霧化噴頭（一組*6個）
電機(jī)轉(zhuǎn)速1200轉(zhuǎn)/分鐘
空機(jī)續(xù)航時間10～15分鐘
噴灑高度田間作業(yè)0.5-4米
噴灑面積6米
防治效率1～3畝/分鐘
噴灑流量0.25-0.75L/min（多噴頭）可調(diào)
飛行速度0-8米/秒（根據(jù)需要速度任意可調(diào)）
噴灑高度0～200米
懸停任意位置方向空中懸停
飛行姿態(tài)任意方向飛行，可逆向飛行，急剎車
起飛/降落時間≤1分鐘
機(jī)體材質(zhì)碳纖維
溫度范圍-15℃～40℃
電池動力性能充放電300-500次
機(jī)架壽命≥5年
最大效率200-500畝/天。
四旋翼無人機(jī)使用方法
組裝好無人機(jī)，在手機(jī)或者平板下載相關(guān)無人機(jī)軟件，然后啟動遙控電源，無人機(jī)電源和平板電源并打開軟件，再慢慢操控飛行，其余的要達(dá)到熟練就要多進(jìn)行實戰(zhàn)。
以上便是賢集網(wǎng)小編為大家介紹的四旋翼無人機(jī)原理、四旋翼無人機(jī)控制系統(tǒng)、四旋翼無人機(jī)參數(shù)、四旋翼無人機(jī)使用方法，希望能為大家提供參考幫助。
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