【无人机基础入门】动力系统之电调学习笔记
无人机飞行器的能源技术电池与动力系统
无人机飞行器的能源技术电池与动力系统无人机飞行器的能源技术——电池与动力系统无人机飞行器是近年来崛起的一种重要的航空器，其应用范围涵盖了农业、航拍、安防、地质勘探等多个领域。
在无人机飞行器技术的众多关键部件中，能源技术是其中一个至关重要的方面。
本文将对无人机飞行器的能源技术，尤其是电池与动力系统进行探讨。
一、电池技术1. 锂电池在无人机飞行器中，锂电池是最常用的电池类型之一。
锂电池具有高能量密度、轻量化等优点，能够为无人机提供持续稳定的动力供应。
目前，锂聚合物电池被广泛应用于中小型无人机飞行器中，其具有较高的能量密度和较轻的重量，能够为无人机提供更长的续航时间。
2. 镍氢电池另外一种常用的电池类型是镍氢电池。
镍氢电池具有较高的循环寿命和更好的高温性能，适用于高温环境下的无人机飞行器。
相比于锂电池，镍氢电池的安全性更高，但能量密度稍低一些。
3. 未来发展方向随着技术的不断发展，还有其他类型的电池被不断尝试应用于无人机飞行器中，如固态电池、锂硫电池等。
这些新型电池具有更高的能量密度和更长的循环寿命，有望成为未来无人机飞行器电池技术的发展趋势。
二、动力系统1. 电动动力系统无人机飞行器的动力系统主要分为电动动力系统和内燃动力系统两种。
电动动力系统由电机、电调、螺旋桨等部分组成，是目前中小型无人机的主流动力系统。
电动动力系统具有响应速度快、噪音低、维护成本低等优点，能够为无人机提供可靠的动力支持。
2. 内燃动力系统内燃动力系统则是一些大型无人机飞行器使用的动力系统。
内燃动力系统运用内燃机作为动力源，能够提供强大的动力支持和更长的续航能力。
但相应的，内燃动力系统的噪音和维护成本较高，适用于对动力要求较高的长距离任务。
3. 新型动力系统除了传统的电动和内燃动力系统，还有一些新型动力系统不断涌现。
比如氢燃料电池动力系统、太阳能动力系统等，这些系统在减少对常规能源的依赖、提高无人机飞行器环保性等方面具有巨大潜力。
大一无人机知识点总结笔记
大一无人机知识点总结笔记无人机（Unmanned Aerial Vehicle，简称UAV）是一种没有人搭乘的飞行器，它能够在空中自主飞行，并且能够通过无线通信和控制设备进行远程控制。
无人机在军事、航拍、农业、物流等领域有着广泛的应用。
作为大一学生，了解无人机的基础知识是十分重要的。
本文将对大一无人机相关的知识点进行总结。
一、无人机的分类1. 固定翼无人机：具有固定翼结构，类似于飞机，主要用于长时间、长距离的飞行任务，可承载较大的负载。
2. 多旋翼无人机：由多个旋翼组成，类似于直升机，主要用于垂直起降、悬停等任务，机动性较好。
3. 单旋翼无人机：类似于直升机，只有一个旋翼，需要借助尾旋翼或尾电机维持稳定飞行，应用较为广泛。
二、无人机的组成部分1. 机身：无人机的主体结构，可以是固定翼、多旋翼或单旋翼结构。
2. 电池：无人机的电源，提供电力供应，决定了无人机的续航能力。
3. 控制系统：包括飞行控制器、遥控器、传感器等设备，用于控制无人机的飞行和姿态。
4. 通信系统：用于无线通信，实现无人机与地面站或其他设备的数据传输和指令交互。
5. 感知系统：包括摄像头、雷达等传感设备，用于获取周围环境信息。
6. 负载设备：用于搭载航拍相机、传感器、投放装置等，实现对目标区域的监测、测绘、投放等功能。
三、无人机的基本原理1. 气动力学原理：无人机通过改变机翼或旋翼受力情况，实现飞行和操纵。
2. 飞行控制原理：通过控制无人机的姿态和动力，实现飞行、悬停、转弯等动作。
3. 遥感技术原理：通过载荷设备获取地面目标的图像或数据，实现遥感应用。
4. 惯性导航原理：利用加速度计、陀螺仪等传感器感知无人机的状态，实现导航和定位。
四、无人机的飞行模式1. 自动飞行模式：无人机依靠预先设定的飞行计划，在飞行过程中自主完成起飞、飞行航线、导航、降落等动作。
2. 手动飞行模式：由遥控器操控无人机进行飞行，需要飞行员具备一定的飞行技能。
无人机基本定义及电调知识
无人机基本定义及电调知识无人机基本定义及电调知识无人机系统驾驶员，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。
那么，下面是店铺为大家分享无人机基本定义及电调知识，欢迎大家阅读浏览。
无人机的定义无人驾驶航空器(UA：UnmannedAircraft)，是一架由遥控站管理(包括远程操纵或自主飞行)的航空器，也称遥控驾驶航空器(RPA：RemotelyPiloted Aircraft)，以下简称无人机。
无人机系统(UAS：UnmannedAircraft System)，也称无人驾驶航空器系统(RPAS：Remotely PilotedAircraft Systems)，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。
无人机的分类近年来，国内外无人机相关技术飞速发展，无人机系统种类繁多、用途广泛、特点鲜明。
致使其在尺寸、质量、航程、航时、飞行高度、飞行速度、性能和特征以及任务等多方面都有较大差异。
由于无人机的多样性，出于不同的考量会有不同的分类方法，且不同的分类方法相互交叉、边界模糊。
无人机可按飞行平台构型、用途、尺度、活动半径、任务高度等方法进行分类。
按飞行平台构型分类：无人机可分为固定翼无人机、旋翼无人机、无人飞艇、伞翼无人机、扑翼无人机等。
按用途分类：无人机可分为军用无人机和民用无人机。
军用无人机可分为侦察无人机、诱饵无人机、电子对抗无人机、通信中继无人机、无人战斗机以及靶机等;民用无人机可分为巡查\监视无人机、农用无人机、气象无人机、勘探无人机以及测绘无人机等。
为什么需要电调?电调的作用就是将飞控板的控制信号，转变为电流的大小，以控制电机的转速。
无人机动力系统—电动系统
三、无人机动力系统
1.电动系统
1）电池 电池容量，是指电池储存电量的大小，电池容量分为实际容量、额定容量、理论容量，单位为 毫安时（mAh），符号C。 实际容量，是指在一定放电条件下，在终止电压前电池能够放出的电量； 额定容量，是指电池在生产和设计时，规定的在一定放电条件下电池能够放出的最低电量； 理论容量，是指根据电池中参加化学反应的物质计算出的电量。
3）电机 电机旋转带动浆叶使无人机产生升力和推力等，通过对电机转速的控制，可使无人机完成各种 飞行状态。有刷电机中的电刷在电机运转时产生电火花会对遥控无线电设备产生干扰，且电刷会产 生摩擦力，噪音大，目前在无人机领域已较少使用，更多采用的是无刷电机。 电机的型号通常用形如“XXXX”型数字来表示。例如：2212外转子无刷动力电机，即表示电 机定子直径22mm，电机定子高度为12mm。
电池倍率，一般充放电电流的大小常用充放电倍率来表示，符号C， 即：充放电倍率=充放电电流/额定容量； 例如：额定容量为10Ah的电池用4A放电时，其放电倍率为0.4C；1000mAh、10C的电池， 最大放电电流=1000×10=10000mA=10A。
三、无人机动力系统
1.电动系统
2）电调 电调主要功能是将飞控板的控制信号进行功率放大，并向各开关管送去能使其饱和导通和可靠 关断的驱动信号，以控制电动机的转速。 电调两端都有接线，输入线与电池相连，输入电流，输出线与电机相连，用以调整电机转速， 无刷电调有三根输出线，信号线与飞控连接，接收飞控信号并给飞控供电。
动力系统中电池、电调、电机之间的接线方式
三、无人机动力系统
1.电动系统
2）电调 电调主要功能是将飞控板的控制信号进行功率放大，并向各开关管送去能使其饱和导通和可靠 关断的驱动信号，以控制电动机的转速。 因为电机的电流是很大的，正常工作时通常为3～20A。飞控没有驱动无刷电机的功能，需要 电调将直流电源转换为三相电源，为无刷电机供电。同时电调在多旋翼无人机中也充当了电压变化 器的作用，将11.1V的电源电压转换为5V电压给飞控、遥控接收机供电，如果没有电调，飞控板根 本无法承受这样大的电流 电调两端都有接线，输入线与电池相连，输入电流，输出线与电机相连，用以调整电机转速， 无刷电调有三根输出线，信号线与飞控连接，接收飞控信号并给飞控供电。
第4章 无人机调试基础
常、动作是否平稳、动作是否有振动、摇杆回中后无人机回中的响应情况是否及时。此类问题大部分通过 地面站调试和 PID 参数调试解决。各种飞控地面站不相同，调试方法也不相同，但基本思路一致。
4.1 无人机的调试步骤
4.2 无人机飞行控制器调试
（2）PID调参 一、什么是 PID PID 控制是一个在工业控制应用中常见的反馈回路控制算法。 由比例单元 P （Proportional）、积分单元 I（Integral）和微分单元 D（Derivative）组成。 PID 控制的基础是比例控制； 积分控制可以消除稳态误差，但可能会增加超调； 微分控制可以加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势。
总结如下： 1）P 产生响应速度，P 过小响应慢，过大会（在有系统误差和外力作用时），同时增加了响应速度。 3）D 抑制过冲和振荡，同时减慢了响应速度。
CAR情报局
4.2 无人机飞行控制器调试
（2）PID调参
三、自动调参 自动调参是让飞控系统自动配置 PID 参数。 下面以 APM 自动调参的功能为例介绍自动调参方法。
CAR情报局
2．固定翼
固定翼的飞行速度相对较快，测试时既不能像旋翼机一样被限制在特定的安全区域内，也没有条件效仿有 人机的方式，搭建风洞实验室模拟飞行器周围气体的流动情况。因此，为了确保安全，在固定翼的有桨调 试时一定要注意飞机机械结构、电路与控制系统、任务载荷与弹射系统三个方面的检查。
4.2 无人机飞行控制器调试
4.1 无人机的调试步骤
CAR情报局
1．多旋翼
1）根据电动机转向正确安装螺旋桨。 2）限制无人机。将无人机放在安全防护网内试飞，或通过捆绑的方式限制无人机。无人机第一次试飞可能 会出现各种意外情况，通过防护网或捆绑可以有效保护人员和设备的安全。 3）飞行测试：通过飞行状态检验无人机是否正常。
无人机基础知识(飞行原理、系统组成、组装与调试)
近年来无人机的应用逐渐广泛，不少爱好者想集中学习无人机的知识，本文从最基本的飞行原理、无人机系统组成、组装与调试等方面着手，集中讲述了无人机的基本知识。
第一章飞行原理本章介绍一些基本物理观念，在此只能点到为止，如果你在学校已上过了或没兴趣学，请跳过这一章直接往下看。
第一节速度与加速度速度即物体移动的快慢及方向，我们常用的单位是每秒多少公尺﹝公尺/秒﹞0加速度即速度的改变率，我们常用的单位是﹝公尺/秒/秒﹞，如果加速度是负数，则代表减速。
第二节牛顿三大运动定律第一定律：除非受到外来的作用力，否则物体的速度(v)会保持不变。
没有受力即所有外力合力为零，当飞机在天上保持等速直线飞行时，这时飞机所受的合力为零，与一般人想象不同的是，当飞机降落保持相同下沉率下降，这时升力与重力的合力仍是零，升力并未减少，否则飞机会越掉越快。
第二定律：某质量为m的物体的动量(p = mv)变化率是正比于外加力 F 并且发生在力的方向上。
此即着名的F=ma 公式，当物体受一个外力后，即在外力的方向产生一个加速度，飞机起飞滑行时引擎推力大于阻力，于是产生向前的加速度，速度越来越快阻力也越来越大，迟早引擎推力会等于阻力，于是加速度为零，速度不再增加，当然飞机此时早已飞在天空了。
第三定律：作用力与反作用力是数值相等且方向相反。
你踢门一脚，你的脚也会痛，因为门也对你施了一个相同大小的力第三节力的平衡作用于飞机的力要刚好平衡，如果不平衡就是合力不为零，依牛顿第二定律就会产生加速度，为了分析方便我们把力分为X、Y、Z三个轴力的平衡及绕X、Y、Z三个轴弯矩的平衡。
轴力不平衡则会在合力的方向产生加速度，飞行中的飞机受的力可分为升力、重力、阻力、推力﹝如图1-1﹞，升力由机翼提供，推力由引擎提供，重力由地心引力产生，阻力由空气产生，我们可以把力分解为两个方向的力，称x 及y 方向﹝当然还有一个z方向，但对飞机不是很重要，除非是在转弯中﹞，飞机等速直线飞行时x方向阻力与推力大小相同方向相反，故x方向合力为零，飞机速度不变，y方向升力与重力大小相同方向相反，故y方向合力亦为零，飞机不升降，所以会保持等速直线飞行。
无人机动力部件（电机和电调）系统知识与原理
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），今天就让我们跟随无人机门户翼趣网的技术大拿们学习下无人机动力系统知识。
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。
无人机动力测试-无人机的电调及其工作原理是什么？
无人机动力测试-无人机的电调及其工作原理是什么？引言电子速度控制器(ESC)是电力推进系统的重要硬件组成部分。
它就像系统的大脑一样，根据从油门控制器接收到的数据信号告诉电机以多快的转速运行。
对于无人机和遥控车辆等小型场景应用，该控制器的名称为“ESC”，而对于大型的应用场景，它可能被称为电子控制单元、逆变器或电机控制器。
图1：Afro Race Spec 20A ESCESC内部的机制以及它与电池和电机的相互作用原理非常吸引人。
在本文中，我们将介绍ESC的工作原理、应用协议以及它们使如何控制无刷电机和无人机的基础知识。
目录1.ESC的工作原理是什么？2.ESC的组件：微控制器(MCU)、栅极驱动器、MOSFET、电池消除器电路(BEC)、设备管理器适配器(DMA)。
3.什么是脉宽调制？4.ESC的应用协议。
5.无刷电机的电调。
6.无人机电调介绍和如何选择合适的电调？1.ESC的工作原理是什么？ESC就像电池和电动机的中间调节人，通过时控电信号来控制电机的转速，还可以通过开关系统将来自电池的直流电转换为电机所需的三相交流电。
车辆的油门控制可用于改变电机的转度，无论是电动汽车、飞机，还是无人机。
加大油门会增加电机的输出功率，从而改变ESC电路中开关打开和关闭的速率。
图2：控制器与无人机的机载油门接收器通信目前ESC常用的协议有：PWM、Oneshot、Multishot和Dshot。
这几种协议最主要的区别是他们传输的信号采用的是不同的频率。
信号的频率越高，无人机的操控性越好。
另外，Dshot协议与其他协议不同的地方是它发送的是数字信号而不是模拟信号，本身对电噪声不太敏感，使得信号更加精确并拥有更高的分辨率，我们将在本文后面更详细地介绍这一点。
2.电调组件ESC内有许多重要组件，包括微控制器、栅极驱动器和MOSFET（图3），在某些情况下还包括电池等效电路和设备管理适配器等。
图3：ESC的关键组件1)微控制器(MCU)微控制器在ESC的操作中主要有三个主要功能：❖作为固件载体来解析控制器发来的信号并将解析后的信号馈送至控制回路中。
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无人机动力系统之电调学习笔记
一、基础概念
电调：全称电子调速器。
在动力系统中有两个作用：1.给电机供电。
2.控制电机转数。
电调的选择是需要根据电机的情况进行选择，不是所有电调都可以直接适配的。
需要考虑电机的类型以及功率参数。
电调一般具有电源输出功能，信号线的正负极，有5V左右电压输出，可为接收机供电，接收机再为其他鸵机等其他控制设备供电。
二、接线方式
1.电调输入线与电池连接。
2.电调输出线与电机连接（有刷2根，无刷3根）。
3.电调信号线与接手机连接。
三、重要参数
（1）最高电压表示电调所支持的最高电压。
电压越高，体积越大。
Li-Po3（3节锂电池）（2）最大电流表示流经电调本身的最大电流。
若持续工作超过这个电流，电调将会被烧坏。
一般条件允许的情况下，尽量选择大于常规工作电流若干倍规格的电调。
四、电调分类
（1）有刷电调：适用有刷电机（机械转向器），可通过内部电路改变电流的方向，改变电机的转向。
（2）无刷电调：使用无刷电机（电子转向器），将直流电源转为三相交流电，通过改变电压输出，控制电机转动速度。
与有刷电调不同，它无法改变转向。
改变无刷电机转动方向只需要将电机的三根电源线的任意两根反接即可。
相同功率，无刷电调的体积小于有刷电调。
目前市面主流是无刷电调！
五、PMM 信号
电调可通过接收PWM信号来将输入的电源转为不同的电压，并输出到电机，从而达到使电机产生不同的转速的目的。
PMV信号的频率通常没有规定。
不过控制频率越高，周期越短，控制间隔也就越短，电调和电机的反应也越快！
六、电机安全保护
电机转动的PMV范围一般是50%到100%，这样的设置是为了对电机做保护。
电调初始化的3个步骤：
（1）上电，没有接收到PWM信号，每经过3秒之后进行一次短鸣。
除接收3秒以上的50% PWM信号之外，不对任何PWM输入做响应，处于电机保护状态。
（2）接收到3秒以上的50% PWM信号，根据当前锂电池的节数短鸣n 次，再长鸣1 次，表示初始化完成，解除电机保护，进入工作状态。
（3）在工作状态下接收50%到100%的PWM信号，控制电机由停转到最大转速之间变化。
电机保护状态，给电调输入多大的PWM信号（50%除外），电调都不会驱动电机转动。
七、最大最小行程校准
通常电调能接收的PWM信号范围是50%到100%，但有一些电调的可接收范围更大。
假设对电调输入的PWM信号频率为500hz，周期为2.0毫秒，那么PWM的50%和100%对应的高电平持续时长为1000微秒和2000微秒。
然而我们却需要让电调能接收更大的PWM 范围，比如880毫秒到2000毫秒。
此时就需要对电调做最大最小行程校准。
最大最小行程校准分4个步骤：
（1）电调断电，此时要给电调持续输出PWM最大值信号。
（2）给电调上电，PWM最大值不变，并持续3秒，此时电调会发出3 次音乐鸣响do ra mi 。
（3）当电调发出音乐鸣响do ra mi 之后需要将PWM信号立即降低到最小值并保持3 秒以上。
此时电调会根据锂电池的节数发出n 次短鸣再加上1 次长鸣，表示校准完成，解除电机保护，进入工作状态。
（4）在工作状态下接收最小值和最大值之间的PWM信号，控制电机由停转到最大转速之间变化。
电调的最大行程校准并不是必须的，电调在出厂前，生产商已经为其校准过了，当实际需要对电调做最大最小行程校准时，可以使用遥控器来操作，也可以通过软件程序来操作。