大疆六旋翼無人機(jī)組裝及飛行原理
本文以大疆六旋翼無人機(jī)為例,講述如何大疆六旋翼無人機(jī)組裝和簡析研究六旋翼無人機(jī)的飛行原理過程。
一、大疆六旋翼無人機(jī)組裝
如果真決定要去自己組裝一臺(tái)六旋翼無人機(jī)的話,你就必須做到這幾點(diǎn),首先得了解無人機(jī)的五大部分-“機(jī)架、動(dòng)力、電池、飛控、遙控,不航拍就這五大部分,航拍就坯有攝像頭、云臺(tái)、圖傳和監(jiān)視器,雙人就再加個(gè)云臺(tái)手.
一、無人機(jī)的五大部分
1.機(jī)架
機(jī)架是無人機(jī)的主體部分,確定好機(jī)架之后才能確定,你之后所有的零配件的類型與數(shù)目。
2.電機(jī)
我用的是大疆風(fēng)火輪系列 550的六旋翼無人機(jī),新的飛控會(huì)更穩(wěn)定,飛控的選擇盡量考慮最新的飛控,更穩(wěn)定,電機(jī)的選擇需要看載重的機(jī)架,DJI的電機(jī)與電調(diào)一般是同一套裝,這兩個(gè)搭配起來要看電機(jī)功率和參數(shù),還會(huì)影響到整機(jī)的配置和電池。
無人機(jī)的動(dòng)力是由電機(jī)提供的,也就是俗稱的馬達(dá),主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩,作為用電器或各種機(jī)械的動(dòng)力源。是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化或傳遞的一種電磁裝置。
3.無刷電機(jī)
它的轉(zhuǎn)子是永磁磁鋼,連同外殼一起和輸出軸相連,定子是繞組線圈,去掉有刷電機(jī)用來交替變換電磁場的換向電刷。
4.電調(diào)
電調(diào)全稱電子調(diào)速器,它根據(jù)控制信號(hào)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
二、組裝無人機(jī)
將電機(jī)與ESC連接,固定在機(jī)臂上,確保電機(jī)與機(jī)臂垂直,馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向并不相同,一般間隔跳變,交換連接馬達(dá)與電調(diào)的任意兩根連線即可使馬達(dá)轉(zhuǎn)變方向。
電池是風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),性價(jià)比不能用在電池上,那是要命的,所以要選擇大牌正品,盡可能減少風(fēng)險(xiǎn),格氏電池的問題會(huì)少一些。
三、需要的零件
機(jī)身上板1個(gè),機(jī)身下板1個(gè),力臂550FAW2個(gè),力臂550FAC4個(gè),10寸螺旋槳對(duì)4個(gè),電機(jī)550mot6個(gè),電調(diào)550ESC6個(gè),螺絲(M3X8)24個(gè),螺絲(M2.5X5)36個(gè),背膠魔術(shù)貼550MSX1個(gè),電池捆綁帶550BBX1個(gè),電源線對(duì)550PLP1個(gè)。
這樣一臺(tái)無人機(jī)的基本框架就差不多成型了,但是這并不是意味著大功告成,組裝完成后,無人機(jī)還得進(jìn)行一些調(diào)試才方可上漿飛行。
二、簡析六旋翼無人機(jī)的飛行原理過程
以一架軸距為700mm的六旋翼無人機(jī)為例,簡析六旋翼無人機(jī)的結(jié)構(gòu)與飛行原理,建立數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)了在實(shí)際中應(yīng)用最廣泛的PID控制器,又考慮六旋翼無人機(jī)存在易受外界環(huán)境干擾、模型參數(shù)不確定、執(zhí)行器飽和等問題,結(jié)合多環(huán)控制結(jié)構(gòu)形式,在位置環(huán)和姿態(tài)環(huán)設(shè)計(jì)基于自適應(yīng)方法的非奇異快速終端滑??刂破?抑制不確定和擾動(dòng)的影響,在轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計(jì)基于干擾觀測器的滑??刂破?并通過MATLAB/Simulink進(jìn)行仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的控制器在模型不確定、外部干擾和執(zhí)行器飽和的影響下能夠保證控制誤差快速收斂。最后基于Pixhawk飛行控制器實(shí)現(xiàn)六旋翼無人機(jī)的自主飛行控制。