無(wú)人機(jī)的飛行原理及控制方法
? ? ?四旋翼無(wú)人機(jī)一般是由檢測(cè)模塊,控制模塊,執(zhí)行模塊以及供電模塊組成。檢測(cè)模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前姿態(tài)進(jìn)行量測(cè);執(zhí)行模塊則是對(duì)當(dāng)前姿態(tài)進(jìn)行解算,優(yōu)化控制,并對(duì)執(zhí)行模塊產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的控制量;供電模塊對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行供電。

? ?四旋翼無(wú)人機(jī)機(jī)身是由對(duì)稱(chēng)的十字形剛體結(jié)構(gòu)構(gòu)成,材料多采用質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的碳素纖維;在十字形結(jié)構(gòu)的四個(gè)端點(diǎn)分別安裝一個(gè)由兩片槳葉組成的旋翼為飛行器提供飛行動(dòng)力,每個(gè)旋翼均安裝在一個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)子上,通過(guò)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)控制每個(gè)旋翼的轉(zhuǎn)速,來(lái)提供不同的升力以實(shí)現(xiàn)各種姿態(tài);
? ?每個(gè)電機(jī)均又與電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件、中央控制單元相連接,通過(guò)中央控制單元提供的控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速大小;IMU慣性測(cè)量單元為中央控制單元提供姿態(tài)解算的數(shù)據(jù),機(jī)身上的檢測(cè)模塊為無(wú)人機(jī)提供了解自身位姿情況最直接的數(shù)據(jù),為四旋翼無(wú)人機(jī)最終實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下的自主飛行提供了保障。

? ? ?現(xiàn)將位于四旋翼機(jī)身同一對(duì)角線上的旋翼歸為一組,前后端的旋翼沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn),從而可以產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻呐ぞ?而左右端旋翼沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn),從而產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻呐ぞ?,如此四個(gè)旋翼旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的扭矩便可相互之間抵消掉。由此可知,四旋翼飛行器的所有姿態(tài)和位置的控制都是通過(guò)調(diào)節(jié)四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度實(shí)現(xiàn)的。