小型电动无人机动力系统设计和优化

无人机设计手册及主要技术

无人机设计手册及主要技术内容简介独家《无人机设计手册》分上、下两册共十二章。上册包括无人机系统总体设计，气动、强度、结构设计，动力装置，发射与回收系统，飞行控制与管理系统。下册包括机载电气系统，指挥控制与任务规划，测控与信息传输，有人机改装无人机，综合保障设计，可靠性、维修性、安全性和环境适应性以及无人机飞行试验等。有关无人机任务设备、卫星中继通信的设计以及正在发展的无人机技术等内容，有待手册再版时编入，使无人机设计手册不断成熟和丰富。适用人群本手册是国内第一部较全面系统阐述无人机设计技术的工具书，不仅可作为无人机的设计参考，也可以作为院校无人机教学、无人机行业的工程技术人员和管理人员的参考书，并可供无人机部队试验人员使用。希望本手册的出版能对我国无人机研制工作的技术支持有所裨益。作者简介祝小平，现任西北工业大学无人机所总工程师，主要从事无人机总体设计、飞行控制与制导系统设计等研究工作。主持了工程型号、国防预研等国家重点项目多项，获国家和部级科学技术奖9项，其中国家科技进步一等奖1项，国防科技进步一等奖4项，获技术发明专利10项，荣立“国防科技工业武器装备型号研制”个人一等功，发表论著150多篇。先后入选国家级“新世纪百千万人

才工程”、国防科技工业“511人才工程”和教育部“新世纪优秀人才支持计划”，获得“ 国防科技工业百名优秀博士、硕士”、“国防科技工业有突出贡献的中青年专家”、“陕西省有突出贡献专家”和“科学中国人(2009)年度人物”等荣誉称号。无人机相关GJB标准-融融网 gjb 8265-2014 无人机机载电子测量设备通用规范 gjb 4108-2000 军用小型无人机系统部队试验规程 gjb 5190-2004 无人机载有源雷达假目标通用规范 gjb 7201-2011 舰载无人机雷达对抗载荷自动测试设备通用规范 gjb 5433-2005 无人机系统通用要求 gjb 2347-1995 无人机通用规范 gjb 6724-2009 通信干扰无人机通用规范 gjb 6703-2009 无人机测控系统通用要求 gjb 2018-1994 无人机发射系统通用要求无人机主要技术一、动力技术续航能力是目前制约无人机发展的重大障碍，业内人士也普遍认为消费级多旋翼续航时间基本维持在20min左右，很是鸡肋。逼得用户外出飞行不得不携带多块电池备用，造成使用操作的诸多不便，为此有诸多企业在2016年里做出了新的尝试。

无人机云系统三大运营商全面对比分析

无人机云系统三大运营商全面对比分析来源：宇辰网随着U-Cloud、U-care无人机云系统被民航局批准试运行，无人机监管进入“云”监管时代，基于信息技术和大数据分析，将为空域安全和监管提供有力保障，使监管者确保飞行安全，使用户和大众飞行放心。 2016年3月4日，U-Cloud正式获得中国民用航空局飞行标准司的运行批文，有效期两年，成为首家获得民航局批准的无人机云系统，运营主体是中国AOPA。 2016年4月20日，U-Care同样获得试运行批文，有效期两年，运营主体是青岛云世纪信息科技有限公司。

此外，大疆创新也于去年11月推出的无人机飞行安全系统GEO，首先在北美和欧洲地区投入使用，定位于全球飞行安全系统。据悉，为了适应国内监管政策，大疆或将推出针对国内市场的遥控航空器安全管理服务系统。有人将这三家云监管系统比喻为中国三大电信运营商，也存在覆盖面、资费、功能开发等方面的不同，同时还涉及到通航领域限飞/禁飞区、申报流程等方面的监管。那这三大云监管系统到底哪个实力雄厚，发展潜力大？对于需要接入的无人机企业，也就是利益相关方来说，主要从三个维度来看：价格（接入成本）、申报流程是否快捷便利、受到法律政策的干扰是否较小。当然，这里不能忽略中国式人情往来和体制的力量。基础套餐我们先来看一下这三大系统的共同功能，也就是民航局飞行标准司发布《轻小无人机运行规定（试行）》里是怎么说的。 U-Cloud系统目前在一般地区可主动监视4-150公斤（北上广等大城市则涵盖1.5公斤以上）的民用无人机。在U-Cloud中注册为普通用户的企业或个人不能看到所有接入的用户，因为有些注册为高级用户的企业或个人可以选择不让普通用户看到他。不过监管部门均属于高级用户，可以看到所有接入的用户。

无人机系统建设方案设计(初稿子)--李仁伟--2018.09.21

实用标准文案监管场所无人机系统建设方案北京创羿兴晟科技发展有限公司 2018.9

目录目录目录 (1) 一、概述 (2) 1.1、背景 (2) 1.2、应用 (2) 1.3、方案依据标准规范 (3) 二、系统介绍 (5) 2.1、系统功能 (5) 2.2、功能及产品介绍 (5) 2.2.1、六旋翼无人机主机 (5) 2.2.2、航拍摄像 (12) 2.2.3、空中抛投 (25) 2.2.4、通信中继..................................... 错误！未定义书签。 2.3、无人机综合管控指挥平台 (29) 2.3.1、平台内容 (30) 2.3.2、软件架构 (31) 2.3.3、通信架构 (31) 2.3.4、客户端界面 (32)

一、概述 1.1、背景无人机产业发展至今，已经成长为了一个完整的体系，在这个体系之下，无人机从功能上细分到了各个领域，除了航拍、植保等功用之外，无人机也在勘察、安检等领域拥有不错的发挥，其中安全巡逻无人机已经成为无人机市场中的一匹迅速崛起的黑马，并且还在不断地快速成长。运用高科技手段对监狱工作提供技术支持已刻不容缓。作为高度戒备监狱，监狱押犯规模大、在押罪犯刑期长、犯群结构复杂，为积极整合资源、推动高新技术应用、完善综合保障机制、增强突发事件应对能力。无人机可完成包括巡航、实时监控、取证拍摄等一体化飞行及监控任务，并能将高清视频或高像素照片实时传输到执法终端。今后，它不仅会用于监管设施及周边区域的隐患排查，维护监管安全，为监狱指挥中心作出实时部署提供第一手资料；它还对开展隐蔽督察、视频督察、掌握狱情灾情和处置突发事件发挥重要作用。

无人机技术论文

无人机技术论文摘要本文以某型固定翼无人机为研究对象，主要研究了基于常规PID和智能PID的无人机飞行控制律的设计问题，首先，建立了无人机的六自由度数学模型，并运用小扰动线性化方法和系数冻结法分别建立了无人机纵向与横侧向系统的线性化方程:其次，介绍了一些常用的PID 控制器参数整定法和智能PID控制的基本思想，作为飞行控制律设计的理论基础:再次，分别采用常规PID和智能PID进行了纵向系统与横侧向系统控制的设计，并针对不同空域的一些典型的状态点进行了大量的仿真研究。仿真结果表明，我们所设计的常规PID控多数情况下能满足要求，智能PID控制器则具备更强的鲁棒性，能适应不同空域中更多的状态点。关键词:无人机，常规PID（自动控制），智能PID（自动控制），飞行控制律，无人机飞控系统的仿真研究 ABSTRACT The primary purpose of this the conventional PID control and intelligent PID control strategies to the design of the UA V’s(Unmanned Aerial Vehicle)fight control law. First of all，the UA V’5six一degrees一of-freedom(6一DOF)math linearized.Then some basis the ores and the physiques about conventional PID control and intelligent PID control are mentioned followed by a Profound research on the control semen of the log attitudinal land lateral control system of the UA V.conventional PID and intelligent PID control strategists competitively plied to the design of the flight control law of the UA V’5fourfundamentalflighteontrolmode，in eluding Pithing angle control mode，altitude holding mode，roll in gangle control mode and yaw angle control mode. Finally，an amount of simulation 15 designed to validate effectiveness of the flight 。o一troll law based on conventional PID and intelligent PID control strategies.The results of the simulation show that the conventional PID flight control law effective，and the intelligent PID flight control law superior to the forme rone. Keywords: UAV , The conventional PID，Intelligent PID，Flight Control Law ，前言:

无人机飞行路线控制系统设计

无人机飞行路线控制系统设计由于无人机是通过无线遥控的方式完成自动飞行和执行各种任务,具有安全零伤亡、低能耗、重复利用率高、控制方便等优点,因此得到了各个国家、各行各业的高度重视和广泛应用。尤其以美国为代表,无论是在军事、民用、环境保护还是科学研究中,都将无人机的使用发挥到淋漓尽致,其拥有全球最先进的“捕食者”和“全球鹰”战斗无人机、监测鸟类的“大乌鸦”无人机、民用用途的“伊哈纳”无人机等等。我国在无人机研制方面也取得了一定的成就,拥有技术卓越的“翔龙”和“暗箭”高空高速无人侦查机、多用途的“黔中”无人机、探测海洋的“天骄”无人机、中继通讯的“蜜蜂”无人机等等。在未来,随着现代化工业技术、信息技术、自动化技术、航天技术等高新技术的迅速发展,无人机技术将日趋成熟,性能日益完善,为此将拥有更为广阔的应用前景。为确保无人机能够有效地完成各种飞行任务,研发者开发了各种技术方式的飞行控制系统,完成对无人机的起飞、飞行控制、着陆以及相应目标任务等操作的控制。飞行路线控制是飞行控制系统中最基础也是最核心的功能控制部分,其它所有的飞行任务控制都是飞行路线控制的基础之上实现。目前对于无人机飞行路线的控制已有各种各样方式的系统,但大多数系统都存在一定缺陷,如有些系统操作过于繁杂,不够智能化;有些系统只能在视距范围遥控无人机,严重限制了无人机的使用;有些系统过于专用化,不能适用于大多数类型的无人机;有些比较完善的系统,造价又过于昂贵,等等一系列问题。针对以上存在的这些问题,本课题提出了一种成本低、

遥控距离远、智能化、高效化、适用性广的无人机飞行路线控制系统设计方案。该系统方案包括两大部分,一部分是操作人员所处的地面监控系统,一部分是无人机端的受控系统,实现的机制主要是无人机不断地将自身的定位信息实时地传送给地面控制系统,地面控制系统将无人机位置信息通过电子地图可视化显示给操作人员,操作人员结合本次飞行任务,采用灵活的鼠标绘制方式在地图上绘制预定的飞行路线,地面控制系统对绘制路线进行自动处理生成可用的路线控制信息帧并发送给无人机受控系统,无人机受控系统接收到位置控制信息帧,不断结合实时的方位信息得到飞行控制信息,从而遥控无人机按照预定路线飞行。此外,为方便用户以后对历史数据的查看,以分析总结得到一些有价值的信息,地面监控系统还包含了对预定路线和无人机历史飞行路线的存储、查询和在地图中回放功能。基于GIS技术的地面监控系统的具体实现是在Windows操作系统上,采用Visual Basic作为系统开发环境并结合MSComm串口通信技术、Mapx二次开发组件技术、Winsock网络接口技术以及Access数据库技术完成软件设计,实现与无人机受控系统的无线通信、GIS系统操作和监控、历史数据存储和重现等,其中实验区域的电子地图采用Mapinfo Professional开发软件绘制完成,并创新性地设计并绘制了画面简洁的带高层信息的二点三维矢量地图,而对于绘制路线的优化和提取处理采用了垂距比值法和最小R值法。无人机端使用BDS-2/GPS双卫星系统对无人机实时位置进行高精度的定位,采用双串口单片机进行运算控制处理,实时的飞行控制信息采用了几何空间算法得到,另外采

无人机激光雷达扫描系统

Li-Air无人机激光雷达扫描系统 Li-Air无人机激光雷达扫描系统可以实时、动态、大量采集空间点云信息。根据用户不同应用需求可以选择多旋翼无人机、无人直升机和固定翼无人机平台，可快速获取高密度、高精度的激光雷达点云数据。硬件设备 Li-Air无人机激光雷达系统可搭载多种类型扫描仪，包括Riegl, Optech, MDL, Velodyne等，同时集成GPS、IMU和自主研发的控制平台。图1扫描仪、GPS、IMU、控制平台无人机激光雷达扫描系统设备参数见表格1：表格 1 Li-Air无人机激光雷达扫描系统图2 八旋翼无人机激光雷达系统图3 固定翼无人机激光雷达系统设备检校

公司提供完善的设备检较系统，在设备使用过程中，定期对系统的各个组件进行重新标定，以保证所采集数据的精度。图1扫描仪检校前（左）扫描仪检校后（中）检校前后叠加图（右）图4（左）为检校前扫描线：不连续且有异常抖动；图4（中）为检校后扫描线：数据连续且平滑变化；图4（右）为检校前后叠加图，红线标记的部分检校效果对比明显。图5从左至右依次为校正前（侧视图）、校正后（侧视图）、叠加效果图图5（左）为检校前扫描线：不在同一平面；图4（中）为检校后扫描线：在同一平面；图4（右）为检校前后叠加图。成熟的飞控团队公司拥有成熟的软硬件团队以及经验丰富的飞控手，保证数据质量以及设备的安全性，大大节约了外业成本和时间。

图6无人机激光雷达系统以及影像系统完善的数据预处理软件公司自主研发的无人机系统配备有成套的激光雷达数据预处理软件Li-Air，该软件可对无人机实时传回的激光雷达数据进行航迹解算、数据生成、可视化等。图7 Li-Air数据预处理功能成功案例 2014年7月，本公司利用Li-Air无人机激光雷达扫描系统进行中关村软件园园区扫描项目，采集园区高清点云以及影像数据。飞行高度200m，点云密度约50点/平方米，影像地面分辨率为5cm。通过POS数据解算，完成对点云和影像数据的整合，得到地形信息和DOM等。

基于无人机的线路巡查系统设计

基于无人机的线路巡查系统设计发表时间：2018-12-05T21:47:00.547Z 来源：《电力设备》2018年第22期作者：段李飞蒋钰何强宋治王治军宋强 [导读] 摘要：人类为了应对越来越紧迫的能源危机和环境危机，正在大力发展光伏发电等清洁能源。（国网长治供电公司山西长治 046000）摘要：人类为了应对越来越紧迫的能源危机和环境危机，正在大力发展光伏发电等清洁能源。2017年，我国光伏发电新增装机高达53.06GW，其中，分布式光伏新增装机达到20GW，占全部新增装机的接近40%，分布式光伏电站的运维也面临日益严峻的挑战。关键词：无人机；新能源；分布式光伏；红外成像检测 1前言四旋翼无人机成本低，轻便灵活，可搭载丰富的设备，因此许多大型光伏电站正逐步将其应用到光伏巡检中。在实际应用中发现，仅考虑到达目标点的轨迹规划方案因为没有考虑到四旋翼无人机的运动学特性，会造成区域漏检，影响最终检测结果的可靠性。此外，由于旋翼无人机续航能力的限制，巡检过程中的飞行路径规划也会直接影响到任务的执行效率。 2光伏产业简介及问题描述 2．1光伏巡检环境在大型光伏电站中，由于北半球的日照来自偏南侧，光伏组件通常以光伏组串的形式放置，组串大体上是东西走向，南北相邻的光伏组串之间有一定的间隔，保证每个组件尽可能接受到辐照能量。由于光伏组串间外观都十分相近，光伏场区内的地理环境也大都较为重复，难以找出典型且通用的特征以支持对不同的地理区域进行区分。巡检的目标是以尽可能高的效率对整片光伏场区进行覆盖式的图像采集、分析并定位故障，在线路径规划在此场景下并不适用，因此对本例来说，需通过提前获得相对精确的光伏组件安装信息（如建站施工时的CAD图纸、高精度的GPS信息等等）采取离线路径规划的方式。针对该次飞行任务，设定无人机巡检高度为100m。在一次巡检中，令无人机沿着光伏组串的排列方向进行匀速飞行，无人机机身搭载的三轴云台相机视角朝向正下方并定点连续拍照，这种设计减轻了后期处理中的故障组件定位难度。当无人机完成对一列光伏组串的巡检并要进行下一列的巡检时，需要进行转弯机动，在旧方案里采用的是先减速定点再进行转弯的直线飞行模式，但是在实践中发现，某些情况下云台角度会与预期产生偏差，导致拍摄的图像不准确，影响后期的检测处理。 2．2飞行约束条件无人机机身上搭载的相机自带一体式的三轴增稳云台，可以支持在大动作飞行的情况下依然保持视频拍摄平稳。在无人机的巡检过程中，云台相机的俯仰角被设定在－90°，亦即视角竖直向下。由于三轴云台具有自稳特性，机身在一定范围内的倾斜会让电机作出相应调整，而不会改变相机的对地位姿，保持视频画面平稳。当机身的俯仰角大于0°时，云台为保持画面平稳，会将俯仰角朝向∠C方向调整，即［－120°，－90°］范围内；若机身的俯仰角大于30°，则将超出云台相机的机械调节范围，在角度过大期间，将无法拍摄到预期图像；当机身俯仰角由大于30°减小到30°以下时，云台相机的俯仰角也不会回正，而是会由于传感器的偏差等原因，落在∠B范围内，即俯仰角处于［－90°，0°］的区间内，且误差会随着多次的俯仰角超出调整范围而产生叠加效应。此时只能通过手动调整云台角度，该过程涉及到人工操作，且动作滞后。这就导致了机身每发生一次大幅度的角度变化都会导致错误的发生。 3无人机在分布式光伏电站的应用分析（1）分布式光伏电站采用人工巡检需要花费大量的时间和精力，费时费力，效率低下，难度大，成本高，风险突出。随着经济的发展和科技的进步，无人机技术快速发展，应用越来越广泛。无人机在航拍、农林植保、地质勘探、电力巡检等行业都有大量应用。（2）在电力行业，无人机主要应用于架空输电线路巡检，为此国家电网发布了《架空输电线路无人机巡检系统配置导则》、中电联发布了《架空输电线路无人机巡检作业技术导则》。随着发展，行业内已经认识到无人机的优势，并编制了《光伏电站用无人机系统检测技术规范》，对无人机巡检系统及光电吊舱进行规范指引。（3）光伏电站是无人机在电力系统应用的典型案例，无人机可以利用自身优势，快速对分布式光伏电站屋顶进行巡检，有效解决人员攀爬屋顶等困难，大大提高巡检效率，同时也规避了因人员攀爬工业钢构架屋顶产生的人员坠落及雷击等安全风险。（4）由于分布式光伏，集电线路沿墙壁外延引出，巡查难度相对较大，房屋用户基本为工业企业，生产活动难免会对线路及组件产生影响。搭载高清摄像头的无人机对集电线路、光伏组件、屋顶状况等方面开展巡检，可以有效发现存在问题，能够及时解决隐患，即降低项目损失。（5）除了实现日常巡检外，无人机搭配具有红外成像的光电吊舱还能实现光伏组件红外巡检，有效发现组串中损坏的发热组件。组件损坏或局部遮挡后将会产生热斑效应，由发电单元变为损耗单元，不但损坏组件寿命，并且影响整体组串的发电量。定期开展红外检测工作，将大大提高因组件损坏造成组串出力不高而损失的电量，尤其是分布式光伏位于工业园区，人为或其他原因造成的组件损坏率高，且遮挡问题较为严重。（6）利用无人机巡检光伏电站，不仅降低了组件损坏的发现难度，在节省人工提升效率方面更具有先天的技术优势，将成为分布式光伏电站运维难点解决的关键助手。目前行业内已经开始逐步推广应用，无人机具备设置巡航路线，自动拍摄的功能，极大的方便了巡视数据的获取和后期数据分析。同时无人机的GPS导航功能也可以快速的定位巡视中存在缺陷的组件，便于维护人员及时赶赴现场处理。 4无人机的线路巡查系统设计利用智能化的无人机巡检系统，可以自动开展巡检工作，巡检系统一般包括无人机系统、数据采集系统、地面智能控制系统和数据分析处理系统等4部分。 4.1无人机系统无人机系统一般配置较长时间续航能力，同时具备一定的防护能力，多为工业级多旋翼无人机，并配置最新的飞行控制器，采用多传感器融合算法，以便控制能够精准可靠；能实时查看相机画面，传输距离远达5km；内部控制能够实时监控剩余电池电量，系统会自动分析计算出返航和降落所需的电量和时间，避免因电量不足引发的危险。同时可实现20min快速充电功能，能在短时间内将电池充满。 4.2数据采集系统数据采集系统一般包含成像系统，能够识别组件遮挡物、灰尘遮盖状况，同时拥有红外成像系统，可采集热斑情况。图像数据一般实时传

六旋翼无人机系统

六旋翼无人机系统技术文件一、产品名称：六旋翼无人机系统二、X-6是全新研制的六旋翼无人机系统，具有载重能力较强、续航时间理想、与X-8无人机相比，体积更小、重量较轻、目标特性小，使用更加快捷、机动灵活、操作使用及维修简便等特点，自成体系独立执行电力巡检任务，稳定度与性能相对x-8无人机稍有逊色。简介： X-6 无人机是由专业无人机技术研发团队经过多年研究、测试，最新推出的一款全球同类产品载重量最大、可垂直起降、拥有多项专利的无人飞行系统。 1）选用自主驾驶设备，大大提高飞控稳定性。 2）可携带多种任务载荷。 3）可用于执行资料收集、测量、检测、侦查等多种空中任务，在电力巡检领域能发挥其高效、隐蔽性强的特点，能对目标物进行远距离监视。产品特点：（1）飞行器具有遥控、自主飞行能力，可以实时修改飞行航路和任务设置；（2）测控与信息传输设备具有遥控、实时信息传输的功能，具有多机、多站兼容工作及一定的抗截获、抗干扰能力；（3）侦察任务设备能昼夜实时获取目标图像信息，具有手动、自动控制工作模式，可迅速发现、捕获、识别、跟踪目标；（4）飞行控制与信息处理站具有对飞行器进行遥控飞行和对机载任务设备进行操控的功能，具有飞行参数/航迹显示、航路规划和实时修改飞行计划、重新设置任务样式的能力；具有通过视频眼镜实现第一视角控制飞行的能力；具有接收标准视频信号、实时处理/存储图像、数据叠加等能力，具有目标定位和引导打击的能力，且能与上级指挥机关、情报处理中心和指挥系统相通连；（5）地面保障设备具有简易检测、维修与训练的能力，具有快速更换易损件、备用动力电池组和双模态充电的功能；（6）全系统外场展开迅速，具有车载大范围机动和携行能力。机体结构技术参数：

无人机动力系统研究

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/07656243.html, 无人机动力系统研究作者：田汉曹著明来源：《海峡科技与产业》2017年第07期摘要：无人机系统中的动力装置是无人机的主要关键技术之一，它直接影响到无人机的性能、成本和可靠性。现在主要用于军用和民用，具有较好的发展趋势。就目前来看，无人机的动力还是有3种不同的设备来提供。无刷电机因其具有高效率（通常大于80%）、低能耗、低噪音等优势，是本文的主要研究对象。通过对电机的结构及原理进行深入的研究和了解。知道了无刷直流电机采用的电刷装置不是一般传统的装置，且换向器也不一样，转子的材料也有了改变，可以说从性能上看是现在最理想的调速电机。关键词：无人机；动力系统；无刷电机；研究 1 无人机动力系统动力系统对于无人机来说是至关重要的。无人机动力系统主要部件是电机（负责带动螺旋桨），电调（负责控制电机转速电池），电池（负责给动力系统）及螺旋桨（将发动机转动功率转化为推进力或升力的装置）。电机由电动机主体和驱动器组成，无刷电机在我们国家因其日益成熟的技术、广泛的应用和产量、价格的原因，在短时间内，得到了快速的发展。又因为它的生产成本比较低、技术的快速发展已经在多个领域得到了应用。从电动遥控车到电动遥控船再到电动模型飞机，目前它正进入模型领域的各个层面，，无处不在。之所以说动力系统是至关重要的，是因为动力系统各个部分之间是否匹配、动力系统与整机是否匹配，直接影响到整机效率、稳定性。无人机动力系统原理，如图1所示。无人机的电机主要以无刷电机为主，一头用于固定在飞机架的电机座上，一头用于固定螺旋桨，通过螺旋桨的旋转产生向下的推力。不同规格、功率的电机配合不同大小、负载的机架，效率对于电机来说才是最主要的，而不是说越大越好。单独的电机是不能工作的，需要电调的配合，它可以控制电机的转速。和电机一样，不同规格的电调配合着不同负载的动力系统，虽然电调用大了没太大影响，但是效率就会下降，因为电调大了，质量也就重了；是，同样以高效率为第一目直接产生推力的部件------螺旋桨。相互匹配的电机、电调和螺旋桨在一起搭配时，可以在相同的推力下耗用更少的电量，这样就可以提高无人机的续航能力。锂聚合物电池是现在无人机主要使用的电池，它具有能量密度大、重量轻、耐电流数值较高等优势，而这些优势对于无人机来说都是较为适合的。虽然手机领域也有部分使用锂聚合物电池，但就充、放电能力而言远远不及无人机的这些电池。由于这些电池被使用在无人机的动力系统，所以也会被叫做“动力电池”。无刷电机的主要优缺点为势如下：电机结构如图2所示：

无人机编程技术及智能系统设计

无人机编程技术及智能系统设计 1．无人机编程技术 1.1．无人机编程技术综述无人机本身是个非常综合性的系统。就基本的核心的飞行控制部分来说，一般包括内环和外环。内环负责控制飞机的姿态，外环负责控制飞机在三维空间的运动轨迹。高端的无人机，依靠高精度的加速度计和激光陀螺等先进的传感器（现在流行的都是基于捷连惯导而不是平台式），计算维持飞机的姿态。低端的型号则用一些MEMS器件来做姿态估算。但它们的数学原理基本是相同的。具体的算法根据硬件平台的能力，可能采用离散余弦矩阵/四元数/双子样/多子样. 高端的无人机，AHRS/IMU采用的基本都是民航或者军用的著名产品。例如全球鹰的利顿LN-100G/LN-200等。这些系统价格昂贵但精密，内部往往是零锁激光陀螺之类。例如LN-100G的GPS-INS组合，即使丢失GPS，靠惯性器件漂移仍可以控制在120m/min。低端的无人机就没那么精密讲究了，一般都依赖GPS等定位系统来进行外环控制，内环用MEMS陀螺和加速度计进行姿态估算。如果把无人机看成一个完整的系统，那么还需要很多其他支持，例如任务规划，地面跟踪等等.进行无人机编程，得看你具体是指哪方面。如果是飞控系统，你得需要比较扎实的数学知识，对各种矩阵运算/控制率什么的有深刻的了解。如果只是希望现有的带飞控的平台去做一些任务，那么需要根据具体的平台来考虑。有些平台提供了任务编辑器，甚至更灵活的任务脚本。 1.2．无人机编程模块分类：模块分类最粗的分法就是两个模块，一个模块负责飞行，维持飞机航线和姿态，以及和地面控制的通信，另一个模块就是功能模块，因为无人机总是要完成一些任务，具有一定功能的，如果再细分的话飞行模块里还有姿态控制，航线控制，GPS定位，电源或者燃料的管理等等。功能那一部分就看无人机要完成的任务了。如果说编程的话任何一个部分都可以通过程序自动划实现的。 1.硬件接口编程：如控制器和各传感器之间 2.控制算法程序实现，控制姿态调整的算法，编队飞行的算法，自主飞行智能算法等等。这些算法需要在主控器上通过机器语言（程序）实现。 3.传感器数据处理。如陀螺仪的角速度，强磁计的偏航信息，加速度计

无人机动力部件(电机和电调)系统知识与原理

本文向各位无人机航模爱好者介绍下电机的种类（有刷电机和无刷电机）、转速调节器（简称电调）。电动飞机的动力，主要是指2个元件：第一就是电机(Motor)，也称马达，第二是电调。电调的作用是控制电机转速的调速器(Speed Controller)，很久之前早期的调速器是使用舵机控制可调电阻拨片来实现，此类称为机械调速器，现已退出历史舞台，仅能在一些复刻车架包装盒或者说明书上看到其照片。现在我们说调速器，都是指电子调速器，简称电调，英文Electronic Speed Controller，缩写ESC 按大类来分，可分为有刷动力和无刷动力。即有刷电调搭配有刷电机，以及无刷电调搭配无刷电机。有刷电机与无刷电机车模用的电机，全部都是内转子电机，也就是电机外壳是固定的，靠里面圆形转子转动。外转子的这里不予讨论，想要了解外转子与内转子的，可以自行百度了解。有刷电机：早期的电机，是将磁铁固定在电机外壳或者底座，成为定子。然后将线圈绕组，成为转子，模型车用有刷电机常见都是3组绕线，下图就是典型的有刷电机构造。通过图片可见有刷电机最基本的组成部分除了定子，转子，还有碳刷，有刷电机因此也叫碳刷电机，或者有碳刷电机。碳刷通过与绕组上的铜头接触，让电机得以转动。但是由于由于高速转动时，会带来碳刷的磨损，因此有刷电机需要在碳刷用完之后，更换碳刷。而铜

头也会磨损，因此在有碳刷时代的竞赛电机，除了更换碳刷，还需要打磨铜头，让铜头保持光滑。更换碳刷后还需要磨合，让碳刷与铜头的接触面积最大化，以实现最大电流来提高电机的转速/扭矩。无刷电机：既然有刷有以上的弊端，于是无刷便应运而生。无刷是把线圈绕在定子上，然后把磁铁做成转子，转动的是磁铁，而不是线圈，因此就没有了碳刷这个消耗品。既然线圈固定了，那么如何让线圈产生变化的磁场呢?这就是为什么无刷需要3根线的原因了。利用无刷电调，给线圈组对应地供电以产生相应的磁场，就可以实现不停地驱动磁铁转子保持转动。下图就是无刷电机的最基本原理，动画图十分简单易懂，就是我们现在主流的2极电机的驱动原理。总结：无论有刷电机还是无数电机，基本原理都是通过线圈产生磁场，然后搭配永磁铁来驱动转子转动。有刷是把永磁铁做成定子，线圈做成转子。而无刷则是把线圈做成定子，永磁铁做成圆形的转子。电机使用小提示：玩家面向马达输出轴，马达以逆时针转动时，车架是前进方向，则是标准的车架设计。如果某些车架使用非标设计，那么就会变成马达逆时针转动时，车子反而后退。当然也有可能是一些轴车玩家安装过程出错，将差速的左右装反了，也会出现反向的错误。有刷电调与无刷电调有刷电调，说完有刷电机，自然要提及到有刷电调，有刷电调就是用来控制有刷电机转速的设备了。有刷电调往往只有4根线，2根是输入电源端，接到正负极。另外2根则是控制电机转速的输出端，接到电机的2个电极上。通过改变电流/电压以及传导方向就可以实现对转速以及正反的控制。下图是好盈酷跑60A防水型有刷电调，此电调的详细参数参考翼趣无人机网所列。

美国陆军无人机系统2010-2035路线图

前言 2001年10月，54架“猎人”和“影子”攻击型无人机投入作战运用。由此，美国陆军的整场军事行动拉开帷幕。今天，美国陆军装备的无人机已经超过了4000架，它们型号各异，功能不同，而且还在进一步列装之中。近9年连绵不断的战火中，在支援部队作战的行动中，无人机系统作战运用的方式不断适应形势，发生着显著变化。这种适应，不仅表现在当前无人机部队作战平台的剧增，而且也表现在无人机系统能力的不断扩展。值此联合能力集成开发系统（JCIDS）文件对需求已经予以认可，官方计划业已立项之际，为未来的无人机系统需求做出通盘战略考虑的时刻，或是制定规划的时机已经来临。《美国陆军无人机系统路线图（2010-2035）》为美国陆军研发、装备和在全谱作战中使用无人机系统提供了广阔视角，该路线图的主要理念将为持续学习和分析建立共同的基础。我们将不断评估这些观点，质疑这些假设，对无人机系统能力的各个领域都予以开发。该路线图将明确战斗功能概念，致力于完成基于能力的评估，并有助于新技术知情决策的发展（这些新技术将通过综合实验和测试完成评估）。最终，该路线图将回答这样的问题：“未来美国陆军需要具何种功能的无人机？” 正如《美国陆军核心概念》所述，在这个持久冲突的年代里，为了在不确定的、错综复杂的环境中有效作战，领导者必须明察战场纵深态势，部队行动要不断适应形势变化以先发制人并保持主动，在广阔地域内持续作战时需具备远距离快速作战能力。研发无人机系统，将其纳入到部队行动之中，将扩展陆军的态势感知能力，同时将提升陆军发现、定位和摧毁敌军的能力。我们也希望，在危险的严酷环境下，未来的无人机系统能够有助于快速反应和持续保障。该路线图为无人机系统发展及其与陆军的一体化进程提供了革命性途径，路线图划分为三个时间段：近期发展阶段（2010-2015年），中期发展阶段（2016-2025年）和远期发展阶段（2026-2035年）。近期要在快速应用当前技术，满足陆战场需求的同时，关注当前无人机的能力差距。中期要把新出现的多用途无人机系统集成到陆军行动的全部领域之中，无论是“支援网络”或是“保障运输”。远期要进一步减小无人机系统的尺寸，减少重量，降低对动力的需求，同时关注于其性能改善。每两年我们将评估一次路线图，使其与作战需求、经验教训以及日新月异的新技术保持紧密联系。第一版无人机系统路线图将为未来无人机系统发展提供新的方向，我们将不断对其予以修订，满足陆战场上勇士们的需要。 1．概述

美国无人机系统路线图(2005-2030)中文版(部分)

无人机系统路线图（2005-2030）美国国防部部长办公室二OO五年八月八日（北京高博特广告有限公司组织翻译）

编译说明 2005年8月，美国国防部在其网站发布了其2000年以来的第三版，也是最新版有关无人机发展的指导性文献《无人机系统路线图2005-2030》。该文献比较详细、全面地阐述了美国各种用途的无人机研制、作战使用情况，说明了美国对无人机的未来需求、技术实现途径、未来的发展规划和设想。该文献英文版正文77页，11个附件，共约230页。为及时了解、掌握国外无人机发展情况，推动我国无人机事业发展，为“尖兵之翼—2006中国无人机大会”提供有价值的参考资料，“尖兵之翼—2006中国无人机大会”组委会委托北京高博特广告有限公司组织军队和地方有关专业人员对该文献进行了翻译。由于时间紧张只翻译了正文和前3个附录。考虑到资料的完整性，现将英文版全部附上，供大家参考。翻译中的不足之处敬请读者批评指正。有关进一步需求可与北京高博特广告有限公司直接联系。 “尖兵之翼—2006中国无人机大会”组委会二OO六年九月十六日联系人：孙柏山电话：88587506-816

国防部部长办公室华盛顿特区20301 2005年8月4日本文件作为一个备忘录，分送给各军事部门领导，包括：空军参谋长、陆军参谋长、海军陆战队司令、海军作战部长、国防预研局局长、国家地面与空间情报局局长。主题：无人机系统路线图，2005－2030 我们批准发布这个版本无人机系统路线图是因为：无人机系统自2001年秋季参与反恐战争以来，在军事作战中的使用迅速扩展。无人机系统采用新战术、新技术、新方法改变了当前的作战空间，实现了对伊拉克和阿富汗进行的打击支援。无人机系统不仅可提供持久的情报、监视和侦察能力，还可提供精确和及时的直接火力和间接火力。作战指挥官需要更多的无人机系统。我们面临的挑战是快速协调地整合这一技术以支援联合作战。该路线图的中心目标是指导国防部推动无人机系统任务能力向最紧迫的作战需求实现合理的转移。签名人：史蒂夫·卡姆勃恩肯耐斯·克瑞格（国防部副部长，主管情报）（国防部副部长，主管采办、技术和后勤）皮特·佩斯林顿·威尔斯二世（陆战队将军，国防部副部长，参联会副主席）（国防部长执行助理，负责网络和信息集成）

无人机在林业系统的应用

·69· 69 林业科学无人机技术是对控制技术和遥感技术的结合应用。通常我们采用遥控的技术或者预置系统进行无人机的作业控制。因其能够对人工驾驶飞机的局限进行有效的补充而进行了大范围的推广和应用，并且相对来说无人机的投入成本较为低廉。并且还可以为无人机进行附加设备的配置，极大的降低了一些执行工作的难度，而且无人机的操控性极强，尤其是在林业系统的应用中，无人机具备了更大的优势。我们将其遥感系统技术和GPS 定位系统、通讯系统、检测系统进行了充分的融合和集成，再将其飞行器系统、飞行控制系统和无人驾驶技术进行了优化和结合调整，增强了传输系统的准确性、设备执行的即时性、反射系统的快速反应等功能。 1.无人机的发展类型和最大的载重设计无人机也就是通过地面人工遥控技术控制无人驾驶的飞机。通常是进行人工遥控或者进行预设程序时期可以自动按照预设路线进行飞行巡航。无人机因为机翼的类型分为固定翼、多旋翼等几种类型我国的民航总局曾在2015年对轻小型无人飞机进行发布了相关的规定，其中在视线范围内或外进行遥控的飞机重量在116kg 之内的，起飞时全机重量要小于等于150kg，在空中飞行的稳定速度在100km/h 以内的，还有一种是起飞时全机重量小于等于5700kg 的，和需要受药的植物高度在15m 意外的植物保护型无人机，第三种是无人飞艇，充气后在4600m 3以下。 2.无人机的优势 2.1无人机的工作环境适应性极强。无人机可以适应很多人工驾驶飞机无法到达的环境区域，例如比较危险的地形或飞行质量较低的区域。无人机完全可以做到，例如灾区救援、重灾区援助、核实验区域、含有有害生物或化学物质的区域等。有效的避免了对人身生命安全的损害。2.2无人机设备配置灵活，可适应很多高难度的任务。无人机因其机体的体积比较小，所以其飞行的距离和灵活性极强，因此对设备的配置应用也极为便利，能够通过载入不同的设备去针对不同的任务或地区进行执行飞行，无人机的每一项任务都需要搭载合适的云台负载物，所以，无人机可以将云台负载物的很多功能进行合力发挥，对很多需要具备灵活性的高难度任务进行高效的执行。 2.3无人机数据传输准确、及时。在如今信息技术高速发展的时代，通讯设备和人工智能都得到了极高的研究和开发，无线终端也成功的到了4G、5G 时代，无人机将无线终端进行技术融合，在执行任务过程中能够将采集到的影像信息和数据信息快速的传达到任务中心并且具有极高的准确性和可靠性。 3.无人机在林业系统中的有效应用 3.1无人机对林业系统森林资源调查作业中的应用。目前对无人机的应用非常的广泛，有效的提高了对森林资源的精准调查。在森林资源的调查工作当中，传统的调查手段有很多方式，例如测控技术、测树原理、遥感技术、抽样调查等等。如今无人机的应用可以通过对森林资源的调查进行整体数据的了解，如种类的区域分布、数量及树木质量、生长的情况等等进行系统的统计和分析，并对森林的生态环境资源的生长和消亡周期、动态变化规律和资源的整体布局等关系进行准确的调查分析得出具体的资源条件情况，以便为森林资源的计划管理和林业的资源储备进行提供精确的数据基础，并为发展方针和策略提供实际的理论依据。传统的调查方式很容易因为人为的误差影响而对部分森林资源区域进行准确的调查和获得数据，往往无人机在林业系统的应用杨启云1 杨朝应2 （1.北京中林联林业规划设计研究院有限公司贵州分院，贵州　贵阳　550000； 2.遵义市林业科学研究所，贵州　遵义　563000）摘　要：如今随着信息技术的高速发展，科学技术也飞速的进步，人们将现代化的技术应用到了生活和工作的方方面面。尤其对一些环境要求比较严苛的行业工作带来的好处是十分巨大的。我们本次就针对无人机在林业系统中关于林业调查、森林防火、病虫害防治方面的有效应用进行阐述和分析。关键词：无人机；林业系统；应用文章编号：ISSN2096-0743/2019-18-0069 （下转第71页）

无人机概述与系统组成

无人机概述及系统组成无人机（ UAV）的定义无人机驾驶航空器（UA： Unmanned Aircraft ），是一架由遥控站管理（包括远程操纵或自主飞行）、不搭载操作人员的一种动力空中飞行器，采用空气动力为飞行器提供所需的升力，能够自动飞行或远程引导；既能一次性使用也能进行回收；能够携带致命性和非致命性有效负载。以下简称无人机。无人机系统的定义及组成无人机系统（ UAS：Unmanned Aircraft System），也称无人驾驶航空器系统（RPAS：Remotely Piloted Aircraft System），是指一架无人机、相关的遥控站、所需的指令与控制数据链路以及批准的型号设计规定的任何其他部件组成的系统，无人机系统包括地面系统、飞机系统、任务载荷和无人机使用保障人员。无人机系统驾驶员的定义无人机系统驾驶员，由运营人指派对无人机的运行负有必不可少职责并在飞行期间适时操纵飞行控制的人。无人机系统的机长，是指在系统运行时间内负责整个无人机系统运行和安全的驾驶员。无人机和航模的区别一、定义不同无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。航空模型是一种重于空气的，有尺寸限制的，带有或不带有动力装置的，不能载人的航空器，就叫航空模型。二、飞行方式不同唯一的区别在于是否有导航飞控系统，能否实现自主飞行。通俗来说，无人机可以实现自主飞行，而航模不可以，必须由人来通过遥控器控制。也就是无人机的本身是带了“大脑”飞行，可能“大脑”受限于人工智能，没有人脑灵光。但是航模的“大脑”始终是在地面，在操纵人员的手上。三、用途不同无人机更偏向于军事用途或民用特种用途，而航空模型更接近于玩具。昆明劲鹰无人机专业从事航测无人机设备的设计、生产、销售、及航测航拍服务，费用低、技术强、工期短、精度高，是中国技术顶尖

旋翼无人机动力系统选型及测试方案研究

旋翼无人机动力系统选型及测试方案研究发表时间：2018-11-02T21:41:10.733Z 来源：《电力设备》2018年第17期作者：沈滨薛骅淳孙嫱 [导读] 摘要：近年来，科学技术日新月异，旋翼无人机在研发过程中获得了不小成就，备受社会各界广泛关注和运用。（国网漳州供电公司福建漳州 363000）摘要：近年来，科学技术日新月异，旋翼无人机在研发过程中获得了不小成就，备受社会各界广泛关注和运用。本文将主要围绕其动力体系构成和搭配准则展开分析，并探究螺旋桨选型测验方案和结果。关键字：旋翼无人机；动力系统；测试方案引言因为旋翼无人机动力体系，其中螺旋桨与无刷电机的指数直接决定着样机承重、航时等关键指标的明确，所以在样机制定开始前要展开选型检测，搭配良好的旋翼无人机动力组合。从实际获得的数据可知，相同生产厂家类似规格螺旋桨所造成的航时偏差可高达14%，这足以说明此检测进程的重要性。一、旋翼无人机动力体系构成和搭配准则对于电网无人机动力体系来讲，其主要包括4个部分，分别是螺旋桨，电子调速器、电池、电机。而电子调速器标准电压要大于电池电压，电调标准电流要小于电池最高电流，电机最高电压要大于电池实际电压，电机最高电压要大于电调最大电压。（一）关于电池小微型无人机一般将化学电池当做驱动电源。一般涵盖Ni-MH（镍氢电池）、Li-Poly（锂聚合物）、锂离子动力电源以及NiOH-MnO2（镍锰电池）等等。其中NiOH-MnO2与Ni-MH这两种电池因为能量密度较少，现阶段几乎被Li-Poly电池所顶替。其中锂电池的基础构成单位是s，此电池的一个单位常规电压为3.7v。这一机型采用格氏ace，Li-Poly电池，实际电压是22.3v（6s），容量是15000mAH，有着15c 的放电倍率[1]。（二）关于电机动力电机一般划分成两种：一种是无刷电动机，另一种是有刷电动机。其中后者速率非常低，在无人机业内中早已被舍弃。前者电机构造简易，重量轻、应用便捷，能让无人机的噪音与红外特点减少，并且还可供应和内燃机相仿的比功率。此电机利用的是电子变向，其是输出速率与功率较大，噪音却较少，生命周期较长且没有其余显著弊端。结合最高功率、最高电流、重量等方面考虑，这一机型采用无刷电机w6050，最高电流是48A，符合锂电7-11s要求。（三）关于电子调速器其又叫做电调，能调解电机转速，完成对无人机承载转变的自主协调。无刷电调输进端有两条线，连接正负极电源，输出端有三条线和电机衔接，具体是依赖三条线连续转变磁场来启动转子转动。这一机型运用Xrotroprohv80A电子调速器，准许连续电流80A，瞬时电流每10s，110A。（四）关于螺旋桨对于螺旋桨而言，其主要有两种类型，一种是变距螺旋桨，一种是定距螺旋桨。其中后者无法转变桨距，通常运用在小型、轻型无人机内。大中型无人机可依据实际状况装置前者，提一次提升可操控性。依据电机kv数值的差异，所搭配的螺旋桨规格也有所不同。采购电机过程中，一般生产厂家均会表明所搭配螺旋桨的尺寸。若是其规模过小，便无法产生商家承诺的最大化推力。螺旋桨规模过大，便易于导致电机升温，发生退磁状况，为电机带来无法弥补的损伤。二、无刷电机的构造和原理（一）构造无刷电机在构造上与有刷电机有着一些共同点，比如都有转子与定子，然而和有刷单机的区别在于，构造和其完全不同。有刷电机的转子为线圈绕组，定子属于永磁磁钢，且和动力输出轴相衔接，但无刷电机将二者对换，并且联合外部共同与输出轴衔接，实质则是清除了所用在有刷电机顶替互换电磁场的变向电刷，所以叫做无刷电机[2]。（二）原理换句话来讲，无刷电机主要依赖改变输进到无刷电机定子线圈中的电流波形变化频率与运作规律，在绕组线圈的附近打造一个围绕电机几何核心转动的磁场，在此磁场的影响下，动力转子中的永磁磁钢开始运动。而定子是利用硅钢片构成的，任一冲槽中均是由相应的线圈所构成，永磁钢是转子。在相关人员为无刷电机内的定子送电时，霍尔传感器便会得知定子的地点，之后任何一次变向时，都会出现三个有差别的绕组，首组是正向送电，次组与之相反，最后一组则不对其送电，这样便出现了转矩。此种电动机完成电子变向的元件是半导体开关，也就是把之前的触及式变向器与电刷用电分支开关器替代。所以无刷直流电动机具备显著的优点，因此其的利用率较高，备受人们所青睐和喜爱，普遍运用在电子仪器、自动化办公设施、高档录音座领域中，这是其稳定性、机械噪音小、无变向火花等优点。无刷直流电动机的构成主要包括地点传感器、多机绕组定子、永磁体转子等等。地点传感器依据转子地点的转变，顺着相应次序针对定子绕组的电流展开交换。但地点传感器输出掌控的电子开关线路供应定子绕组的作业电压。其一般有三大种类，分别是：电磁式、光电式以及磁敏式。三、螺旋桨选型检测方案和结果（一）检测方案市场中不同螺旋桨生产厂家商品价钱和质量良莠不齐。依据电机商家介绍的26寸螺旋桨，市场中出现率较高的型号一般有2612、2680以及2610和2692四类，价钱自300元左右的某牌子电动榉木桨到1200元左右的jxf碳纤维配对桨均有销售。因此选购jxf牌子的2692配对桨、2610的榉木桨以及某牌子的2612与2680榉木桨深入检测其功效。在s型拉力传感器内获得拉力信息，在交直流数字钳形表内得到电流数值。（二）检测结果通过检测结果可发现，jxf企业生产的螺旋桨较其余牌子来讲，其速率明显占据上风。即使大螺距螺旋桨常常拥有大量拉力，然而其同