第三章 多旋翼無人飛行器飛控子系統(tǒng)
目前市場上較為成熟的開源飛控：
- Arduino飛控。 2015年意大利交互設計學院合作開發(fā)而成
- APM飛控勇垛。 2007年由 DIY無人機社區(qū)推出的飛控平臺
多旋翼無人飛行器動力子系統(tǒng)
升力L = 1/2 * 空氣密度 * 速度的平方 * 機翼面積 * 升力系數(shù)
* 槳的材質(zhì)
塑膠槳
小型多旋翼的選擇。比較好的品牌是 APC 和 DJI茂附。便宜的不要買太雨，最好檢測一下動平衡。原裝APC的效率很高郊楣，可以理解為續(xù)航長，但相比于 碳槳和木槳瓤荔，缺點是 槳身較軟净蚤，大載重高速度下會產(chǎn)生輕微形變，產(chǎn)生顫振输硝。通俗說就是懸停錄像時很穩(wěn)今瀑，但一高速飛行時就容易抖木槳
一般多為櫸木，硬度高点把，重量輕橘荠，價格便宜。木槳可能實際效率低于 碳槳和原裝APC（淘寶上假貨多）郎逃，但是優(yōu)點是 震動極小哥童，靜平衡完美，無顫振褒翰，價格便宜等碳槳
價格比木槳貴贮懈，稍低于同尺寸的原裝APC。 優(yōu)點 硬度高优训，剛度高不變形错邦，效率高，顫振極小型宙，是大多數(shù)航拍多軸的選擇撬呢。缺點 價格高，需要自己手工做靜平衡妆兑，上機后根據(jù)震動在調(diào) 動平衡魂拦，極脆，易受損
* 電機
大多使用主流電機 是 外轉(zhuǎn)子三相交流無刷同步電動機搁嗓，普通電機是 內(nèi)轉(zhuǎn)子有刷芯勘，直流電。
多旋翼外轉(zhuǎn)子無刷電機 外殼與軸一起旋轉(zhuǎn)腺逛，端粗荷愕，轉(zhuǎn)速低，扭矩大，適合帶 低速大槳
內(nèi)轉(zhuǎn)子電機 外殼不轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)安疗，細長抛杨，扭矩小，轉(zhuǎn)速高荐类，適合帶高速小槳怖现，電動涵道 航模基本上都是內(nèi)轉(zhuǎn)子電機
有刷無刷電機對比：
沒有了有刷電機運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的 電火花玉罐，極大的減少了電火花對無線電子設備的干擾屈嗤；沒有電刷，運轉(zhuǎn)時摩擦力大大減小吊输，運行順暢饶号，噪音低，沒有機械接觸季蚂，內(nèi)阻也小狠多讨韭，一般無刷電機效率高達80~90，有刷很難超過40%
電機的規(guī)格及數(shù)據(jù)表示：
我們常在電機外殼看到的 2212 2810 等字樣癣蟋，它表示電機的尺寸。前2位是電機定子線圈的直徑狰闪，后面2位是定子線圈的高度疯搅，單位毫米
KV值： 轉(zhuǎn)速/V ，意思為 輸入電壓增加1V埋泵，無刷電機空轉(zhuǎn)（不帶槳）轉(zhuǎn)速增加的轉(zhuǎn)速值幔欧，比如，920KV丽声，表示 外加 1V 電壓礁蔗，轉(zhuǎn)速為 920轉(zhuǎn)每分鐘。外加 2V 電壓雁社，轉(zhuǎn)速為 1840 轉(zhuǎn)每分鐘浴井。KV值越大，同等電壓下轉(zhuǎn)速越高霉撵，扭矩越小磺浙，只能帶小槳。相對的說徒坡，KV值越小撕氧，效率越高。 航拍要選擇低KV電機配大槳喇完，轉(zhuǎn)速低 效率高伦泥，電子震動小
電機效率： 觀察升力公式，升力和 速度的平方成正比。也就是說氣流速度從1變成2不脯，升力從1變成4府怯。 把轉(zhuǎn)速提高一倍 和 把槳徑增加一倍都能提高氣流速度。但是因為是圓周運動跨新，增加槳徑后平均速度更大富腊，并且大槳就像滑翔機的機翼，誘導阻力也小域帐，說明 慢速大槳好 赘被。 盡可能的配最大的槳，電機選又扁又矮的效率高
電機效率標注方式為: g/W (克/每瓦)肖揣。電機功率和拉力并不是正比民假，而是得看效率表，一般電流在3~5A時效率最高龙优，一般飛行效率在 8g/1W以上羊异，可以保證續(xù)航能力
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槳機匹配
盡量選大槳，盡量低轉(zhuǎn)速
大螺旋槳用低 KV 電機彤断，小槳用 高KV電機（需要轉(zhuǎn)速來彌補升力的不足）
選擇動力冗余配置（防止意外發(fā)生）
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電子調(diào)速器
電子調(diào)速器（electronic speed controller）俗稱 電調(diào)野舶。其作用是根據(jù) 飛控的控制信號，將 電流的直流輸入轉(zhuǎn)變成 一定頻率的交流輸出宰衙，用于控制電機轉(zhuǎn)速
無刷電機電流很大平道，一個都有3~5A，如果沒有電調(diào)供炼，飛控無法承受該電流一屋，且飛控也無法驅(qū)動無刷電機
BEC 是英文免電池電路的意思，有分流供電的能力袋哼，可將動力電池電壓變?yōu)?V供給飛控冀墨，但一個四旋翼如果 四個電調(diào)都給 飛控供電，說不定會 你爭我搶涛贯，所以我們會挑掉其中三個電調(diào)杜邦線的紅線
電流規(guī)格：電調(diào)上一般會標注多少A诽嘉，這個數(shù)字就是電調(diào)的瞬時極限電流
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動力電池
電池容量： 用Ah 或者 mAh 標注，比如1000mAh弟翘，如果以 1000mA 放電含懊，可以持續(xù)放電1小時
電池電壓： 目前工業(yè)生產(chǎn)的每一個鋰聚合物單體電芯額定電壓都是3.7V，電池組上通常出現(xiàn) S 和 P 字樣衅胀，S表示串聯(lián)岔乔，P表示并聯(lián)
第五章 多旋翼無人機飛行器鏈路分系統(tǒng)
無人機數(shù)據(jù)鏈 按照傳輸方向分為：上行鏈路 下行鏈路
優(yōu)秀的無人機數(shù)據(jù)鏈路應具備以下特征：
具有跳頻擴頻功能。跳頻組合越高滚躯，抗干擾能力越強雏门，一般的設備能做到幾十嘿歌、幾百個跳頻組合，性能優(yōu)異的設備能做到6萬個跳頻組合
具有存儲轉(zhuǎn)發(fā)功能
具有數(shù)據(jù)加密功能茁影。使數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃蕴岣咧娴郏乐箶?shù)據(jù)泄密。常見的有 DES募闲、AES
具有高速率步脓。無人機數(shù)據(jù)鏈路屬于 窄帶遠距離傳輸?shù)姆懂牐?15200 bps的數(shù)據(jù)速率即屬于 高速率
具有低功耗，低誤碼率和高接收靈敏度
民用無人機的通訊鏈路系統(tǒng)一般很簡單浩螺，就2~3條：
- 就是我們手里的 RC遙控器（一般1~2千） 和無人機上的 遙控接收機 構成靴患，是上傳的單向鏈路，我們?nèi)税l(fā)指令要出，飛機接收指令鸳君，用于視距內(nèi)的控制，主流2.4G患蹂，當然很多WIFI 監(jiān)控也是此社會公共頻段或颊，靠近了還是會有一定的影響的
- 就是我們常說的 數(shù)傳，由筆記本連接一個模塊和飛機上的一個模塊構成雙向鏈路传于，我們?nèi)税l(fā)修改航向等指令囱挑，飛機收；飛機發(fā)位置沼溜、電壓等信息平挑，我們收，用于視距外的控制盛末，主流900M HZ
- 常指的是圖傳，由飛機上的發(fā)射模塊和地面的接收模塊構成否淤，下傳的 單向鏈路悄但，飛機發(fā)圖像，我們收圖像石抡，主流5.8G HZ檐嚣，這條最容易受到環(huán)境影響，
RC遙控上的行鏈
RC遙控器： 主要用于視距內(nèi)的飛行控制啰扛。RC是 radio control 的縮寫
遙控接收機： 一般很小很輕嚎京，常見的為 7通道的 2.4GHZ 接收機（一般上方會標注 PCMS/PPM，會電子調(diào)頻）
網(wǎng)絡化時代隐解，遙控器會慢慢被 平板手機等控制單元所取代
美國手 油門在左邊
數(shù)傳鏈路
我們常說的數(shù)傳模塊組成了 數(shù)傳鏈路鞍帝，它是由 地面站 計算機連接的一個模塊 和 飛機上的另一個模塊構成的 雙向鏈路。常見的以 900M頻率 居多煞茫，傳輸速率在 300~19200 bps 之間帕涌，發(fā)射功率幾瓦到數(shù)十瓦之間
國際上有名的品牌有美國的 MDS摄凡，芬蘭的 SATEL
接收機與 無線數(shù)傳 之間的區(qū)別：
從外表上看，接收機有2個小小的軟性天線蚓曼，而 數(shù)傳有一個 大大的天線
圖傳鏈路
通常的傳輸方式是通過2.4GHZ或5.8GHZ的數(shù)字信號進行亲澡，中高端的價格比較貴，低端的有效距離短纫版，畫面延遲嚴重
第六章 多旋翼無人飛行器地面站分系統(tǒng)
一般分為：遙測子系統(tǒng)床绪，包括 飛控地面軟件、圖傳顯示屏及OSD
遙控子系統(tǒng)其弊，包括 遙控發(fā)射機桿癞己、開關，鍵盤瑞凑、鼠標末秃、頭追等
地面站硬件一般包含： 地面站計算機、各類其他顯示屏籽御、遙控器练慕、數(shù)傳地面模塊、圖傳地面模塊等
第七章 多旋翼無人機的無線電頻段
目前無人機系統(tǒng)大多使用單一功能鏈路技掏，每個鏈路有自己的頻段 具體如下：
機載鏈路子系統(tǒng)：
遙控接收機 - 72M铃将、433M、2.4G
機載數(shù)傳模塊及天線 - 900M哑梳、2.4G
機載圖傳模塊及天線 - 1.2G劲阎、2.4G、5.8G
地面鏈路子系統(tǒng)：
遙控發(fā)射機 - 72M鸠真、433M悯仙、2.4G
地面數(shù)傳模塊及天線 - 900M、2.4G
地面圖傳模塊及天線 - 1.2G吠卷、2.4G锡垄、5.8G
電子進角
進角就是打個比方，電機轉(zhuǎn)到這一相祭隔，然后同時電調(diào)換向货岭，那么就是進角是0，疾渴，要是在電機到這一相之前千贯，電調(diào)就換向那么就是正進角，反之負進角搞坝，如果電機轉(zhuǎn)的很快搔谴，到這一相電調(diào)才換相是不是就有點來不及了啊，就像汽油機都在上止點之前就點火的道理一樣
通俗一些：低進角桩撮，轉(zhuǎn)速高己沛，省電慌核，扭力小，好像汽車的高速檔申尼； 高進角垮卓，轉(zhuǎn)速低，耗電师幕，扭力大粟按，好像汽車的低速檔。
電感（包括 自感 + 互感）
電感是閉合回路的一種屬性霹粥，是一個物理量灭将。當線圈通過電流后，在線圈中形成磁場感應后控，感應磁場又會產(chǎn)生感應電流來抵制通過線圈中的電流庙曙。這種電流與線圈的相互作用關系稱為電的感抗，也就是電感浩淘，單位是 “亨利”
自感：
當線圈中有電流通過時捌朴，線圈周圍會產(chǎn)生磁場，當電流發(fā)生變化時张抄，其磁場也會變好砂蔽，變化的磁場會產(chǎn)生感應電動勢，這就是自感
互感：
兩個線圈靠近時署惯，其中一個線圈的電流發(fā)生變化左驾，它的磁場會發(fā)生變化，同樣會改變相鄰線圈磁場的大小
電調(diào) 知識
- 電調(diào)一般有電源輸出功能极谊，即信號線上輸出 5V 電壓
- 啟動模式中诡右，超柔和啟動 適合 電感較大或 負載較大的電機
- PWM的工作頻率設置，常見的有 13KHZ轻猖、8KHZ帆吻，默認是8，更高頻率的適合電感很小的電機
