智能飞行器技术课件
GZ018 智能飞行器应用技术赛题第6套
全国职业院校技能大赛National Vocational College Skills Competition智能飞行器应用技术赛项（样题六）赛位号：一、赛项名称智能飞行器应用技术二、赛项内容本赛项竞赛时间为300分钟，竞赛内容及时间分配如表1所示。
表1 竞赛内容与时间分配表三、赛项项目配分本赛项满分100分，任务配分如表2所示。
表2 任务分数分配表四、赛项须知1.选手要在抽签的工位上进行比赛，按要求在任务书封面上填写好赛位号。
选手务必在比赛开始前，认真阅读各比赛任务的重要提示。
2.选手在比赛开始前，认真对照工具清单检查工位设备，并确认后开始比赛；选手完成任务后的工具、仪器和物料，现场由裁判统一收回。
3.比赛所需要的资料及软件都以电子版的形式保存在工位计算机的指定位置D:\\ 。
4.赛题中要求的备份文件和保存在电脑中的文件，选手须在计算机指定文件夹D:\\中命名对应文件夹，根文件夹的命名原则为GZ018-选手号，各具体任务在根文件夹下新建文件夹，命名原则为GZ018-选手号-模块号。
赛题中所要求备份的文件请备份到对应到文件夹下，即使选手没有任何备份文件也要求建立文件夹。
参赛选手在竞赛过程中，不得使用自带U盘。
5.竞赛场地分两部分，竞赛模块一在室内竞赛场地比赛，竞赛模块二和模块三在室内竞赛场地及室外竞赛场地进行。
6.裁判评分节点在赛题中有明确提示，需要裁判验收的各项任务，选手完成相应的任务后请示意裁判进行评判，裁判在各评分节点仅验收评判1次。
请选手根据赛题说明，确认完成后再提请裁判验收。
选手对比赛过程中需裁判确认部分，应当先举手示意，等待裁判前来处理。
7.选手在竞赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则，如有违反，按照相关规定在竞赛总成绩中扣除相应分值。
8.选手严禁携带任何通讯、存储设备及技术资料，如有发现将取消竞赛资格。
选手如有擅自离开本参赛队赛位，或者与其他赛位选手交流，或在赛场大声喧哗等严重影响赛场秩序行为，将取消其参赛资格。
无人机 ppt课件
中国得到认可外，在全世界都是通用的。
无人机
• 1.超安全：模拟器演练、专 业飞手保驾护航、培训期间 有保险、安全学习有保障
• 2.师资强：专业 AOPA 教官 授课、一对一单独指导、全 程跟踪陪练、教练与学员随 时互动
• 3.够权威：AOPA 认证机构、 课程全部“理论+实践”、
无人机
无人机
• 北京**无人机是一家集无人机设计生产、相关软件开发、零配件生产、无人 机教育培训等为一体的专业型综合性高科技企业。公司自创立以来，立足科 技为主，提倡开拓创新、把现代企业质量管理理念注入公司的每一个环节， 开发出了一系列满足市场需求的各种无人机产品，包括：航拍无人机、植保 无人机、测绘无人机以及多功能无人机等系列产品。
实现每个孩子飞行的梦想，培养孩子对科技的兴趣，锻 炼孩子动手能力和团队协作能力，全面提升孩子学知素养能 力。
无人机
职业前景：
无人机行业快速发展，属于新兴高新技术、前沿科 技，社会需求量大，人才奇缺供不应求。
职业资格证：AOPA 证
中国 AOPA 成立于 2004 年 8 月，是民航局主管的全国 性行业协会，也是国际航空器拥有者及驾驶员协会 （IAOPA）的国家会员，同时还是中国（包括香港、澳门
解决方向：
Hale Waihona Puke 07 快递配送、城市规划 08 环境监测、海洋监测、高压巡线
09 影视拍摄、广告拍摄、无人机拍摄
10 无人机试飞、无人机测飞、无人机维修等
CONTENTS
01 LOREM IPSUM DOLOR
无人机
• 目前我国无人机行业逐渐兴起，同时面临着 20 万的人 才缺口。根据青少年心里特点及学习习惯，及时打造出专门 针对青少年无人机课程，接受最好的无人机教育，培养孩子 的创造力和系统化解决问题的能力，为未来打好坚实的基础。
《飞行操纵系统》课件
THANKS
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飞行员通过Байду номын сангаас纵杆、脚蹬等输入装置 ，将控制指令传递给飞行操纵系统， 以改变飞机的飞行姿态和轨迹。
它包括主操纵系统和辅助操纵系统， 主操纵系统包括升降舵、方向舵和副 翼，辅助操纵系统包括襟翼、缝翼和 起落架收放机构等。
飞行操纵系统的动力学基础
飞行操纵系统的动力学基础包 括空气动力学和飞行力学。
空气动力学是研究气体流动和 物体在气体中运动的科学，它 为飞行操纵系统的设计和性能 提供了理论基础。
分类
根据飞行器类型和设计需求的不同，飞行操纵系统有多种分类方式。例如，按照传力介质的不同，可以分为机械 式操纵系统、液压式操纵系统和电气式操纵系统等；按照控制方式的不同，可以分为助力操纵系统和主动控制系 统等。
发展历程与趋势
发展历程
飞行操纵系统的发展经历了多个阶段，从早期的机械操纵系统到现代的电传操纵系统和 主动控制系统。随着科技的不断进步，飞行操纵系统的性能和安全性得到了极大的提升
权限管理与安全认证
限制飞行员对系统的操作权限，防止误操作或 恶意干扰。
自适应容错控制
在系统发生故障时，自动调整控制策略，降低故障对飞行安全的影响。
05
飞行操纵系统的应用与案例分析
飞行操纵系统在无人机中的应用
1 2 3
无人机飞行操纵系统概述
无人机飞行操纵系统是无人机控制的重要组成部 分，负责无人机的起飞、巡航、降落等操作。
飞行操纵系统的传感器
01
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角位移传感器
检测飞行员的操纵角度，转换 为电信号。
力矩传感器
检测飞行员施加在操纵杆上的 力矩，转换为电信号。
侧杆传感器
无人机概述课件PPT
第1章 无人机概述 无人机的应用
3.在航测领域的应用 无人机航测的应用领域覆盖面很广，目前主要在以下几个场景中： （1）国土测绘 （2）环境监测 （3）应急救灾
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第1章 无人机概述 无人机的应用
4.在电力巡线领域的应用 电力巡线无人机由飞行平台、导航飞控、任务载荷三部分组成，其中巡线 无人机任务载荷主要有高清数码摄像机和照相机、雷达以及GPS定位系统 等。无人机电力巡检如图1-9所示。
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第1章 无人机概述 民用用无人机的发展趋势
1.智能化 通过提高民用无人机的智能化，可以更好地满足市场需求，降低无人机驾 驶员的使用数量，此外，近些年人工智能技术的发展，为无人机的智能化 奠定技术基础。 2.产业化 随着民用无人机市场的发展，消费者需求更加多样化。 3.规范化 建立民用无人机飞行运营、适航管理、安全管理等较为完善的标准规范和 法规体系，确保无人机的合理、合法、合规地使用。 4.专业化 通过实施“无人机+”计划，细分出无人机应急救援、公共安全、环境保护、 石油巡线等应用领域。
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第1章 无人机概述 无人机的应用
1.在植保领域的应用 植保无人机由飞行平台、导航飞控、喷洒机构三部分组成。植保无人机 稻田作业如图所示。
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第1章 无人机概述 无人机的应用
2.在航拍领域的应用 航拍无人机由飞行平台、导航飞控、任务载荷三部分组成，其中航拍无人机 任务载荷只要有云台、相机和图像传输系统等。航拍无人机如图所示。
1
第1章 无人机概述 无人机定义
2.无人机与航模区别 （1）控制系统 无人机具备飞行控制系统，而航模没有飞控。 （2）任务载荷 无人机搭载一定的任务载荷，航模则没有。 （3）飞行平台 无人机飞行平台的外形和形式多样，设计和制造比较先进，而航模则比较 单一，技术水平较低。
系统集成在智能飞行器设计中的应用
系统集成在智能飞行器设计中的应用在当今科技飞速发展的时代，智能飞行器的出现无疑是航空领域的一项重大突破。
智能飞行器凭借其先进的技术和卓越的性能，在军事、民用等多个领域发挥着越来越重要的作用。
而系统集成作为一种将多个独立的系统和组件整合为一个协调运作整体的技术手段，在智能飞行器的设计中扮演着至关重要的角色。
系统集成在智能飞行器设计中的意义重大。
首先，它能够实现各子系统之间的高效协同工作。
智能飞行器由众多复杂的子系统构成，如飞行控制系统、导航系统、通信系统、动力系统等。
这些子系统各自具有独特的功能和性能要求，如果不能有效地集成在一起，就无法发挥出智能飞行器的整体优势。
通过系统集成，可以确保各个子系统之间的信息流畅通、功能互补，从而提高飞行器的整体性能和可靠性。
其次，系统集成有助于优化飞行器的整体设计。
在设计过程中，通过对各个子系统的综合考虑和优化配置，可以实现飞行器在重量、体积、能耗等方面的最佳平衡。
例如，通过合理布局电子设备和线缆，可以减少飞行器的重量和阻力，提高飞行效率；通过优化能源管理系统，可以延长飞行器的续航时间。
再者，系统集成能够提高飞行器的智能化水平。
通过将传感器、控制器、执行器等组件有机地集成在一起，并运用先进的算法和控制策略，可以实现飞行器的自主决策、自适应控制和故障诊断等智能化功能。
这不仅提高了飞行器的飞行安全性和可靠性，还降低了操作人员的工作强度和风险。
在智能飞行器的设计中，系统集成面临着诸多挑战。
首先是技术复杂性的问题。
随着飞行器的功能越来越强大，所涉及的技术领域也越来越广泛，包括电子、机械、控制、通信、计算机等多个学科。
如何将这些不同领域的技术有效地融合在一起，是系统集成面临的一个巨大挑战。
其次是系统兼容性和可靠性的问题。
由于智能飞行器的各个子系统往往来自不同的供应商，其技术标准、接口规范和性能参数可能存在差异。
在集成过程中，需要解决这些差异带来的兼容性问题，确保各个子系统能够稳定可靠地工作。
飞行器智能化技术的伦理考量研究
飞行器智能化技术的伦理考量研究在当今科技飞速发展的时代，飞行器智能化技术取得了令人瞩目的成就。
从无人机在农业、物流和航拍等领域的广泛应用，到民用客机中先进的自动驾驶系统，智能化技术正在深刻改变着航空领域的面貌。
然而，随着这些技术的不断进步和普及，一系列伦理问题也逐渐浮出水面，需要我们进行深入的思考和研究。
首先，飞行器智能化技术带来的一个重要伦理问题是安全性与可靠性的权衡。
智能化系统虽然能够依靠先进的算法和传感器实现精准的操作，但它们并非绝对可靠。
万一系统出现故障或受到恶意攻击，可能会导致严重的飞行事故，威胁到乘客和地面人员的生命安全。
例如，自动驾驶系统如果对复杂的气象条件或突发的机械故障判断失误，就有可能做出错误的决策，造成无法挽回的损失。
因此，在追求智能化带来的高效和便捷的同时，如何确保飞行的绝对安全，是摆在我们面前的一道严峻课题。
其次，隐私保护也是一个不容忽视的伦理问题。
现代飞行器，尤其是配备了智能化监控和通信设备的飞行器，能够收集大量的个人数据，包括乘客的行程信息、通信内容等。
这些数据如果被不当收集、存储或使用，可能会侵犯乘客的隐私权。
此外，对于一些具有特殊用途的飞行器，如军用侦察机或情报收集无人机，其收集的数据可能涉及国家安全和机密，一旦泄露，后果不堪设想。
因此，需要建立严格的数据管理和保护机制，明确数据的收集、使用和存储规则，以保障个人和国家的利益。
再者，飞行器智能化技术的发展可能会加剧社会的不平等。
一方面，只有具备一定经济实力的国家和企业能够承担研发和应用这些先进技术的高昂成本，从而在航空领域占据优势地位，导致技术资源的分配不均。
另一方面，对于一些发展中国家和地区来说，由于缺乏相关的技术和基础设施，可能无法充分享受到飞行器智能化带来的便利，进一步拉大与发达国家之间的差距。
这种不平等可能会引发国际间的紧张关系和冲突，影响全球的和平与稳定。
此外，智能化飞行器的广泛应用还可能对就业市场产生冲击。
无人机工作系统实用技术课件：无人机飞控系统
飞控系统
数据处理
机载计算机负责整个无人机姿态的运算和判断，为飞机任 务系统提供高性能的计算机硬件资源和丰富的通信接口。
执行机构
伺服作动设备的作用是根据飞控计算机的指令，按规定的 静态和动态要求，通过对无人机各控制舵面和发动机节风 门的控制，实现对无人机的飞行控制。
（b）PIX飞控
02
PixHawk开源飞控的外观 与通信接口
接口
学习任务三 空速计与飞行模式的认知
知识目标
1.学习空速计的原理。 2.掌握空速计在固定翼无人机上的作用。 3.掌握空速计在固定翼上的安装方法。 4.了解固定翼无人机常用的飞行模式。
01
固定翼上的空速计
空速计
多旋翼无人机主要依靠多个旋翼带来的升力进行飞行，而固定翼依靠机翼带来的升力进行飞行，此升力由 当固定翼无人机运动时，与无人机相对的气流流过机翼上下表面导致的流速不一致产生的压力差形成。
常用的空速计一般由金属的空速管、硅胶的皮托管、空速计和相应的I2C数据线四部分组成。
空速计安装
在安装时，我们将空速传感器放入飞机中时，并安装皮托管套件。一般情况下，我们把空速管安装在机头 方向，需要将管子顶部穿过机头，使金属空速管伸出才可以完全接触到气流，并且要注意空速管侧面的孔没有 被堵塞，这些孔距离机头至少伸出1厘米。然后将硅胶的皮托管连接到空速传感器上，并在无人机内部固定好 ，不要弯折，以免影响管内气流流动。
舵机的组成
电动舵机主要是由外壳、电路板、驱动电机、减速器与位置检测元件所构成。
学习任务二 开源飞控的认知
知识目标
1.掌握什么是开源飞控。 2.掌握固件和硬件的区别。 3.掌握PixHawk飞控的接口含义。 4.自行了解更多的飞控。
智能飞行器技术
汇报人：XX
目录
• 智能飞行器概述 • 智能飞行器核心技术 • 智能飞行器设计与制造 • 智能飞行器应用场景分析 • 智能飞行器发展策略建议 • 总结与展望
01
智能飞行器概述
定义与发展历程
定义
智能飞行器是指通过集成先进的 导航、控制、传感器和通信技术 ，实现自主飞行、智能决策和协 同作业的飞行器系统。
技术挑战与发展趋势
技术挑战
智能飞行器技术面临着安全性、稳定性、续航能力、通信距离等多方面的挑战 。
发展趋势
未来智能飞行器技术将朝着更高自主性、更强智能化、更广泛应用的方向发展 ，同时还将注重提高安全性、降低成本等方面的研究。
02
智能飞行器核心技术
自主导航与控制系统
惯性导航系统
卫星导航系统
利用陀螺仪和加速度计测量飞行器的角速 度和加速度，通过积分计算得到飞行器的 位置、速度和姿态信息。
先进制造工艺
采用3D打印、精密铸造等先进制造工艺，提高飞 行器制造精度和效率。
高性能材料
选用高强度、轻质化材料，如碳纤维复合材料、 钛合金等，提升飞行器性能。
表面处理技术
运用先进的表面处理技术，如喷涂、电镀等，提 高飞行器耐腐蚀性和美观度。
可靠性、安全性评估
可靠性评估
通过故障模式与影响分析（FMEA ）、可靠性试验等方法，对飞行 器的可靠性进行评估和预测。
精确打击
通过智能飞行器搭载导弹、炸弹等武器，实现远程精确打击，提高 作战效能。
战场评估
利用智能飞行器对战场环境进行快速扫描和评估，为指挥官提供实 时战况分析。
民用航空运输服务提升
航班优化
通过智能飞行器收集和分析飞行数据，提高航班运行效率和安全 性，减少延误和取消。
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智能变体飞行器的概念
School of Aeronautical Science and Engineering, Beihang University
智能变体飞行器的概念
变体飞行器发展历史
柔性变体形式-任务自适应机翼
AFTI/F111验证机
BAC 1-11试验机与自适应机翼剖面
School of Aeronautical Science and Engineering, Beihang University
变体飞行器发展历史
柔性变体形式-主动气动弹性机翼
School of Aeronautical Science and Engineering, Beihang University
美国F-22，1990年首飞
美国F-35，2006年首飞
俄罗斯T-50，2010年首飞
中国J-20，2011年首飞
School of Aeronautical Science and Engineering, Beihang University
人类的飞行世纪
未来的发展？
X43——高超声速飞行器
X45——无人攻击机
School of Aeronautical Science and Engineering, Beihang University
智能变体飞行器的概念
School of Aeronautical Science and Engineering, Beihang University
变体飞行器发展历史-鸟类的启示
起飞 转向
翱翔 着陆
低空飞行 减速飞行
School of Aeronautical Science and Engineering, Beihang University
变体飞行器发展历史
刚性变体形式
可收放式起落架
增升装置
变后掠翼
可变倾角机头
倾转旋翼
推力矢量喷口
School of Aeronautical Science and Engineering, Beihang University
1903年莱特兄弟“飞行者一号” 1942年 第一架喷气飞机Me-262
1952年第一架喷气客机“彗星”
第一架商业成功运营客机波音707
School of Aeronautical Science and Engineering, Beihang University
人类的飞行世纪
后五十年——大型化、高速化
• 多点：多种任务剖面； • 适应性：功能扩展及在多种飞行条件下保持最优性能。
DARPA和AFRL:“变体”=状态可变。 NATO：“变体”=实时自适应以在多种飞行条件下保
持性能最优。
School of Aeronautical Science and Engineering, Beihang University
智能结构力学 流场控制 智能控制 多场耦合分析 多尺度分析 ……
School of Aeronautical Science and Engineering, Beihang University
智能变体飞行器研究方法
任务需求分析：
需要解决的问题：为什么要使用变体飞行器技术？何 时使用？
SAI-SAX40——静音飞行器
X50——新概念飞行器
School of Aeronautical Science and Engineering, Beihang University
NASA的构想
捕食者 – 侦察、攻击 全球鹰 – 长航时侦察 X45 –攻击、高隐身能力
智能变体飞行器 任务自适应、 提高飞行性能
变体飞行器发展历史
柔性变体形式-NASA兰利的方案
School of Aeronautical Science and Engineering, Beihang University
变体飞行器发展历史
柔性变体形式-变体飞行器结构（MAS）
NextGen – 滑 动蒙皮方案
Lockhead Martin – 旋转/折叠机翼 方案
智能变体飞行器的概念
“智能变体飞行器”将新型智能材料、新型作动器、激励 器、传感器无缝隙地综合应用到飞行器的机翼上，通过应 用灵敏的传感器和作动器，对不断改变的飞行条件做出响 应，光滑而持续地改变机翼的形状，使飞行器始终保持最 佳的性能和执行多种形式的作战任务。
通过智能变体技术，可实现：
提高飞行品质，扩展飞行包线； 代替常规控制面，提高飞行控制性能和隐身能力； 减小阻力，增加航程； 减小振动影响，实现颤振主动控制。
School of Aeronautical Science and Engineering, Beihang University
智能变体飞行器的概念
变体飞行器的涵义：
NASA:“变体”（Morphing）=高效、多点适应性。
• 高效（与传统飞行器相比）：结构更简单、重量效率更高、 能量效率更高、容积效率更高；
最大的客机-A380，2005年 最快的客机-“协和”，1969年
最大的飞机-An225，载重250t 无人机，2003年
School of Aeronautical Science and Engineering, Beihang University
人类的飞行世纪
新一代作战飞行器——高隐身性能、高机动性
智能飞行器技术
邱志平 教授
报告内容 智能变体飞行器发展需求与历史 智能变体飞行器研究方法 已开展的工作介绍 结论
School of Aeronautical Science and Engineering, Beihang University
人类的飞行世纪
前五十年——走进喷气时代
School of Aeronautical Science and Engineering, Beihang University
智能变体飞行器研究方法
变体飞行器 研究方法
系统研究方法
- 任务需求分析 - 概念设计方法 - 多学构 - 流体力学 - 控制 - 气动弹性 ……