四面懸停

四面懸停

四面懸停就是實現無人機在前後左右四個方向的懸停的技術,即對尾懸停、對左、右側懸停、和對頭懸停。 懸停標準:機頭向前,左,右及對頭,能把飛機控制在規定平方米範圍內。

簡介

四面懸停就是實現無人機在前後左右四個方向的懸停的技術。

懸停標準:機頭向前,左,右及對頭,能把飛機控制在規定平方米範圍內。

無人機

無人機(Unmanned Aerial Vehicle或者Drone)是一種由無線電進行遙控或者通過機身載有的程式自主控制操縱的無人駕駛飛行器,根據飛行器結構和特性不同,分為無人旋翼飛行器,無人固定翼飛機、無人傘翼機、無人飛艇等,由於其相對載人飛機有諸多優點,例如較低成本、零傷亡等,在軍事和民用中得到了較多的套用。其中,無人旋翼飛行器的相關研究中,針對無人直升機的研究在該領域內得到了廣泛的開展。近年來,多旋翼無人機(Multi-Rotor UAV)由於微電子機械系統(MEMS)器件和相關配套硬體的突破性發展,以及機身結構簡單、構造和維護成本低、支持定點懸停和垂直起降(Vertical Take Ofd and Landing )的優點,在旋翼無人機的研究和工程套用中獲得了快速的發展。由於多旋翼無人機的旋翼數量和機身尺寸規格等參數的不同,多旋翼的構型和套用的場景也不盡相同,包括四旋翼、六旋翼、八旋翼無人機等,多用於室外飛行任務中的軍事偵察、氣象觀測、航空拍攝、小型貨物運輸、安防監控以及低空測量標定等場合,其中,在民用多旋翼無人機中,用於室外航拍[[6]的相關產品在近年來在無人機市場中的份額有了大幅的提升,其中包括深圳大疆公司在內的多家公司生產的多旋翼無人機航拍產品已經實現了較高的盈利,如圖所示。其中尺寸較小的四旋翼飛行器還有很多在室內環境下的套用l刀,在室內導航的基礎上實現室內的自主飛行,路徑規劃和三維地圖構建,可用於建築環境內部的災難搜救。動態監控,安防巡視等用途。

由於經典控制理論和現代控制理論發展和技術手段均較為成熟,經典的線性控制方法適用於多通道解禍,對單一通道利用SISO的方法進行模型分析和控制設計,可靠性強,工程上容易實現,在多種複雜的飛行控制任務中,常用此種控制器作為底層運動控制方法。

傳統的PID算法結構較為簡單,具有較好的魯棒性,參數整定較為容易,因此得以廣泛套用。但是對於多旋翼無人機的特性,要在傳統的PID控制器上進行改進,對多個輸入通道解耦,並在各個輸入通道設計合理可靠的控制器。在忽略空氣阻力等外界因素情況下,Athleer L.Sali等人實現了四旋翼無人機的穩定飛行控制。

懸停

懸停是指航空器在一定高度上保持空間位置基本不變的飛行狀態。在台灣,此術語也常稱為“停懸”。具有這種飛行能力的航空器目前主要是直升機,這是它與固定翼航空器之間的一個重要差別。儘管有些固定翼航空器,如垂直/短距起降機雖然也能夠實現短時間懸停,但是由於設計原理上的差異,此類航空器在相同飛行重量下的懸停需用功率比直升機要高很多,而且其下洗氣流速度和溫度過高,使得航空器下方的環境非常惡劣,很難進行對機身下方環境有要求的大量空中作業項目。直升機所具有的這種飛行能力使其套用範圍變得十分廣泛,不但可以適應各種複雜的起降環境,而且還可以從事各種各樣的空中作業項目,甚至有些只能依靠直升機來完成。這種獨特的飛行能力也是直升機雖然在速度和可靠性上遠不如飛機,但卻沒有遭到淘汰的重要原因。

練習方法

首先進行對尾懸停,將無人機尾部對著自己。四面懸停練習的要點是當無人機漂移時向相反方向打桿,並且在無人機接近起飛點時再向之前的方向給一點桿量使其停止。

熟練掌握對尾懸停後可以進行對左、右側懸停。將無人機側面對著自己,當其漂移時可想像自己坐在飛機中,這樣方便判斷打桿方向。除此之外,和對尾懸停一樣,保持無人機懸停在起始點。

對頭四面懸停最為困難,此時打桿,無人機的飛行方向和對尾時完全相反,如果打桿失誤很容易造成危險。所以進行對頭四面懸停時,要熟練掌握無人機四面飛行操作。

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