无人机概述及系统组成
无人机基本结构组成
无人机基本结构组成无人机（Unmanned Aerial Vehicle，简称UAV）是一种无需人员操控的飞行器，具有自主飞行能力，广泛应用于军事、民用和商业等领域。
无人机的基本结构组成包括机身、机翼、动力系统、导航系统、通信系统以及载荷系统等。
一、机身机身是无人机的主要组成部分，也是其他组件的连接和支撑结构。
机身一般采用轻质材料，如碳纤维复合材料，以提高飞行器的强度和轻量化。
机身的形状和结构设计取决于无人机的用途和飞行特性，如固定翼无人机的机身一般呈翼身一体式设计，而多旋翼无人机的机身则呈多臂结构。
二、机翼机翼是无人机的升力产生部分，负责提供飞行所需的升力和操纵性。
根据无人机的用途和飞行特性，机翼可以呈现不同的形状，如固定翼无人机常见的翼型有平直翼、后掠翼等，而多旋翼无人机则没有明显的机翼结构，其升力主要由旋翼产生。
三、动力系统无人机的动力系统通常包括发动机或电动机、推进器和燃料或电池等。
发动机或电动机提供动力，推进器产生推力，燃料或电池提供能源。
根据无人机的用途和设计要求，动力系统可以是内燃机、涡轮发动机、电动机等不同类型。
在电动机方面，随着电池技术的发展，无人机的续航能力得到了大幅提升。
四、导航系统导航系统是无人机的核心部分，用于实现飞行器的自主导航、定位和避障等功能。
导航系统一般包括惯性导航系统（Inertial Navigation System，简称INS）、全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）和激光雷达等。
INS通过加速度计和陀螺仪等传感器测量飞行器的加速度和角速度，从而计算出位置和姿态信息。
GPS用于提供全球定位和时间信号，以实现无人机的精确定位和导航。
激光雷达则常用于环境感知和障碍物检测，以确保无人机在飞行过程中的安全性。
五、通信系统通信系统是无人机与地面控制站之间进行信息交换和指令传输的重要组成部分。
通信系统一般包括数据链和无线电通信设备等。
无人机的结构及原理
无人机的结构及原理
无人机的结构一般由机身、发动机、控制系统、传感器、螺旋桨等组成。
机身：无人机的机身是由轻量化的铝合金、碳纤维或其他材料制成，具有良好的稳定性和抗风性，可以承受不同类型的气流和外界环境的压力。
发动机：无人机的发动机一般是电动机，可以提供足够的动力，使无人机可以正常飞行。
控制系统：无人机的控制系统一般是由GPS、IMU传感器、电子罗盘和摄像头组成，可以提供实时的定位、姿态和路径信息，以及实时的视觉信息，使无人机可以自主飞行。
传感器：无人机的传感器一般是GPS、IMU、电子罗盘和摄像头，可以提供实时的定位、姿态和路径信息，以及实时的视觉信息，使无人机可以自主飞行。
螺旋桨：无人机的螺旋桨一般是由多个叶片组成，可以提供足够的推力，使无人机可以正常飞行。
无人机电器系统的组成
无人机电器系统的组成嘿，朋友们！今天咱来聊聊无人机电器系统的组成，这可真是个有趣又重要的事儿呢！你想想看，无人机就像是一个在空中自由翱翔的小精灵，而电器系统就是它的魔法力量源泉呀！那这魔法力量都包含啥呢？首先得有电池呀，这就好比是小精灵的能量宝库。
没有电池提供动力，无人机那不就成了一只折了翅膀的小鸟啦？电池的好坏可直接影响着无人机能飞多久、飞多远呢。
要是电池不给力，飞着飞着没电了，那可就糟糕咯，难道让它直接从天上掉下来呀！然后呢，就是电调啦。
电调就像是小精灵的指挥官，指挥着电流的流向和大小，让各个部件都能协调有序地工作。
要是没有电调这个厉害的指挥官，那还不得乱套呀！还有电机呀，这可是让无人机飞起来的关键家伙。
电机就像是小精灵的翅膀，带着它在天空中自由自在地飞舞。
电机的功率大小决定了无人机能有多大力气，能不能带着那些重重的设备飞起来。
再来说说飞控系统吧，这可是无人机的大脑啊！它就像一个超级聪明的军师，掌控着无人机的一举一动。
从起飞到降落，从飞行姿态到航线规划，全靠它来指挥调度呢。
没有这个厉害的大脑，无人机恐怕就会像无头苍蝇一样乱撞啦。
另外呀，还有各种传感器呢，比如陀螺仪、加速度计啥的。
它们就像是小精灵的眼睛和耳朵，能感知周围的环境，让无人机知道自己在什么位置，该往哪儿飞。
这可太重要啦，要是没有它们，无人机说不定就会撞到什么东西上去呢。
你说这无人机电器系统是不是很神奇呀？就像一个小小的宇宙，里面有着各种各样的奥秘等待我们去探索。
咱要是能把这些都搞明白了，那玩起无人机来可就得心应手啦！你看啊，就像我们人一样，身体的各个部位都要协调工作，才能健康地生活。
无人机也是一样，电器系统的这些部件都得好好配合，才能让它在空中自由翱翔。
所以呀，我们可得好好爱护我们的无人机，定期检查这些部件，确保它们都能正常工作。
总之呢，无人机电器系统的组成可真是丰富多彩呀！它让无人机变得如此神奇和有趣。
我们要好好去了解它，掌握它，让我们的无人机在天空中绽放出最绚丽的光彩！怎么样，是不是对无人机电器系统有了更深的认识啦？。
无人机结构与系统组成 PPT
飞控
接收机
螺旋桨
• 电调输入端的红线、黑线需并联接到电池的正负极上，其输出端的3根黑线连接到电动机；其BEC 信号输出线，用于输出5V电压给飞控供电和接收飞控的控制信号；遥控接收机连接在飞控上，输 出遥控信号，并同时从飞控上得到5V供电。
1.2 无人机动力系统
1.2.1 电动动力系统
➢ 电动机
直流电动机是目前无人机使用最多、应用最广的动力装置。
➢ 不能通过KV比较电机的好坏，不能说KV380的比KV600的好。
1.2 无人机动力系统
1.2.1 电动动力系统
➢ 电池
作用：为电动机的运转提供电 能。
镍氢电池
镍铬电池
锂聚合物电池
重量重、能量密度低，渐被淘汰
能量高、小型化、轻量化，主流
1.2 无人机动力系统
1.2.1 电动动力系统
➢ 电池
电池三要素：正极、负极、电解质
需要注意的，此尺寸是指定子的，不是指电机外型尺寸，电机壳的厚度、散热糟形、底座高度等都 影响电机外型尺寸，所以用定子尺寸做功率的判断比用外型尺寸要标准和靠谱。
休息10分钟， 大家把每日健康数据填报一下。 10：05继续。
1.2 无人机动力系统
1.2.1 电动动力系统
➢ 电动机 无刷电机的性能指标之二：
➢ 机翼 ➢ 机身 ➢ 尾翼 ➢ 起落装置 ➢ 动力装置
1.1 无人机的基本结构 1.1.2 多旋翼无人机的基本结构
1.1 无人机的基本结构
1.1.3 无人直升机的基本结构
➢ 机身 ➢ 主旋翼 ➢ 尾桨 ➢ 操纵系统 ➢ 传动系统 ➢ 电动机或发动机 ➢ 起落架
1.2 无人机动力系统
无人机动力系统
相同点：2212、2205、2213 1000KV、2300KV、920KV
简述无人机控制系统组成和工作原理
简述无人机控制系统组成和工作原理
无人机控制系统由以下几个部分组成：
1. 遥控器：用于向无人机发送指令，包括飞行方向、速度、高度等参数。
2. 飞控系统：负责接收遥控器指令，并控制无人机的飞行姿态、高度、速度等参数。
3. 传感器系统：包括陀螺仪、加速度计、磁力计、气压计等，用于感知无人机的姿态、高度、速度等状态。
4. 电机系统：包括电机、电调、螺旋桨等，用于控制无人机的飞行。
无人机控制系统的工作原理如下：
1. 遥控器向无人机发送指令，包括飞行方向、速度、高度等参数。
2. 飞控系统接收遥控器指令，并根据传感器系统提供的姿态、高度、速度等状态信息，计算出无人机的飞行控制指令。
3. 飞控系统将计算出的飞行控制指令发送给电机系统，控制无人机的飞行姿态、高度、速度等参数。
4. 电机系统接收飞行控制指令，控制电机转速和螺旋桨旋转方向，从而实现无人机的飞行。
同时，电机系统还会不断向飞控系统发送传感器数据，以便飞控系统进行实时控制和调整。
多旋翼无人机系统的组成
池负责供电，机架将所有的零件固定在一起。 下面以大疆筋斗云DJI S1000+为例进行介绍。
1．机身和起落架 图2.3 DJI S1000+飞行器
机身由中心板、机臂（包含电机、电调和螺旋桨）、智能起 落架等组成。
图2.4 DJI S1000+飞行器中心板
• 专业多旋翼航拍飞行器的机身和起落架多 用强度高而重量轻的碳纤维复合材料制作。
• 无刷电机的一个重要参数是KV值，它是指电机 输入电压每提高1伏特，电机空载转速提高的 量。例如大疆的DJI 4114电机的KV值是 400prm/V，即说明电机空载情况下加1伏特电 压转速为每分钟400转，2伏特电压每分钟800 转，依此类推。同型号电机(比如都是4114)低 KV值比高KV值提供的扭力大，类似于汽车一挡 的速度虽然慢，但是爬坡更容易。但是低KV值 需要配大螺旋桨，如果搭配不合适会造成严重 的反扭现象。另外，像电机重量、最大拉力、 最大起飞重量等也是无刷电机重要参数。
• 外转子无刷电机的命名原则，各个厂家有所不同，有以电机定子的直 径和高度来命名，也有以电机的直径和高度来命名。多旋翼无人机所 用的电机大多都是以电机定子的直径与高度来命名。例如大疆的DJI 4114电机，指的是该电机定子直径41MM，定子高度14MM。
图2.7 DJI 4114电机和桨夹
图2.8 无刷电机定子和转子
图2.10 桨叶的剖面和飞机机翼的升 力原理
图2.11 两叶浆和三叶浆
• 螺旋桨有2、3或4个桨叶,一般桨叶数目越多吸收功率越大。多 旋翼飞行器的螺旋桨一般使用两叶浆，同电机类似，螺旋桨也 有如8045, 9047等4位数字标示，前面2位代表螺旋桨的直径，也 就是长度，单位是英寸。但是要注意，9047是直径9英寸螺旋浆， 而1045是直径10英寸螺旋浆。后面两位数是指几何螺距，螺距 原指螺纹上相邻两牙对应点之间的轴向距离，可以理解为螺丝 转动一圈前进的距离。而螺旋桨的螺距是螺旋桨在固体介质内 无摩擦旋转一周所前进的距离。简单来说可以理解为螺旋桨桨 叶的“倾斜度”，螺距标称越大倾斜度越大。螺旋桨长度和螺 距越大，所需要的电机或发动机级别就越大。螺旋桨的长度越 大，某种程度上能够保证飞机俯仰稳定性越高，螺距越大飞行 速度越快。四轴飞行器为了抵消螺旋桨的自旋，相邻的螺旋桨 旋转旋转的叫正桨（CW）、逆时针旋转的是反桨（CCW）。 安装的时候一定记得无论正反桨有字的一面是向上的。
无人机系统组成
无人机系统组成为读者介绍各个系统的功能，要记住所有分系统都不是孤立的，而是构成全系统的一部分。
控制站控制站通常是地面的，或舰载的，也可能是机载的位于母机上，控制站是飞行操控中心，实现人机交互，一般是无人机任务预规划中心。
如果是这样，该站成为任务规划与控制站。
有时也有这种情况，任务规划在指挥中心完成，然后将数据传输给控制站进行执行，这种应用方式通常比较少。
通过控制站，控制人员利用上行通信链路给飞机发送指令，控制飞机飞行、操控所携带的各个任务载荷。
同样。
通过下行通信链路，飞机回传信息和图像到达操控人员面前。
信息包括载荷数据、机上各个分系统的状态信息（监测数据）、位置信息等，飞机的发射与回收可通过主控制站或基于卫星的控制站（辅助的）完成。
控制站经常集成有与外界联系的通信系统，主要完成获取天气信息、各个系统间的网络信息传输，接收上级下达的任务，给上级或其他部门回报信息等。
任务载荷任务载荷的类型和性能是由所完成的任务决定的，包括：（1）简单的载荷子系统由固定焦距无稳定平台的摄像机构成。
（2）视频成像系统具有较强的功能，其焦距较长，具有局部放大能力。
可摇摆倾斜、带有陀螺仪稳定的转台。
（3）高功率雷达，包括供电单元。
一些功能更强的无人机在一个任务载荷单元中或多个任务载荷单元，可携带多个不同类型的载荷，通过对于来自不同传感器数据的处理和融合，提高信息获取能力，或者得到单从一传感器不能获得的信息。
无人飞机飞机的主要功能是承载任务载荷到达工作地点，同时也搭载飞机飞行所需的子系。
这些子系统包括通信链路、增稳与控制设备、发动机以及燃油、发供电设备，飞机机体，还有用于发射、任务载荷、回收等装置。
飞机结构设计还需考虑的主要因素是作用距离、飞行速度、续航时间，这些性能是根据任务需求提出的。
续航时间和飞行距离要求将决定燃油携带量。
高性能低油耗的要求将对动力系统的效率，飞机动力学结构优化等提出要求。
飞行速度要求从根本上决定了采用哪种飞机的类型，包括轻于空气的飞行器，重于空气的固定翼、工作在高空的飞机，旋翼机，可变形机。
无人机电源系统的组成
无人机电源系统的组成无人机（Unmanned Aerial Vehicle，简称UAV）是指没有人操控的飞行器，它具有自主飞行、遥控飞行以及半自主飞行的能力。
而无人机电源系统则是无人机能够正常运行的关键组成部分。
无人机电源系统一般由电源装置、电源管理系统和配电系统三部分组成。
一、电源装置电源装置是无人机电源系统的核心部分，它主要负责为无人机提供动力。
目前，常用的无人机电源装置主要有燃油动力、电池动力和太阳能动力三种。
1.燃油动力：燃油动力是传统无人机的主要动力来源，常用的燃油包括汽油、柴油和液化石油气等。
这种动力系统具有能量密度高、续航能力强的优点，适用于长时间飞行任务。
然而，燃油动力也存在噪音大、尾气污染等问题。
2.电池动力：电池动力是目前无人机中使用最广泛的动力来源。
常见的电池包括锂电池、聚合物锂电池和镍氢电池等。
电池动力具有零排放、低噪音的特点，适用于短时间飞行任务。
然而，电池容量有限，续航能力相对较弱。
3.太阳能动力：太阳能动力是一种新兴的无人机电源装置，通过太阳能电池板将太阳能转化为电能供无人机使用。
太阳能动力具有无排放、绿色环保的特点，适用于长时间飞行任务。
然而，太阳能动力受到天气条件的限制，充电效率较低。
二、电源管理系统电源管理系统是为了保证无人机电源系统的稳定和可靠运行而设计的。
它主要包括电源选择器、电源控制器和电池管理系统三部分。
1.电源选择器：电源选择器用于在多个电源之间进行切换，以保证无人机在电源故障时能够继续工作。
电源选择器一般会根据电池电量和电源负载情况进行动态切换，确保无人机的持续供电。
2.电源控制器：电源控制器用于监测和控制无人机电源系统的工作状态。
它可以实时监测电池电量、电流和电压等参数，并根据需要进行调节，以保证无人机电源系统的稳定性和安全性。
3.电池管理系统：电池管理系统主要用于对电池进行充放电控制和状态监测。
它可以根据电池的实时状态进行充电和放电控制，延长电池的使用寿命，并提供电池电量和温度等信息，以便于用户对电池进行管理和维护。
无人机的电池系统
03 关乎无人机的飞行稳定和风险控制
未来无人机电池系统的发展趋势
智能化
智能管理系统提升效率 智能充电技术提高安全 性
生态化
环保材料减少污染 循环再生利用延长寿命
高效化
高能量密度延长续航 高安全性保障飞行
电池系统的研究方向
提高能量密度 增加电池存储量
改善安全性 减少电池事故风险
延长循环寿命 增加电池使用寿命
第4章 镍氢电池的应用及优势
●04
镍氢电池介绍
环保型电池
镍氢电池具有循环寿命 长、无污染等优点
适用领域
适用于无人机等领域 在高端无人机、太阳能 无人机等应用中表现出 色
镍氢电池的高温 适应性
镍氢电池在高温环境下更加稳定，能在复杂气 候条件下保持良好表现。在炎热气候下，镍氢 电池具有一定的优势，可以保证无人机的长时 间飞行。
无人机的电池系统
汇报人：
时间：2024年X月
第1章 无人机电池系统简介
●01
无人机电池系统 概述
无人机电池系统是无人机的重要组成部分之一， 负责为无人机提供电能。 电池系统的设计直接 影响无人机的续航能力和飞行性能。
无人机电池种类
锂电池
镍氢电池
优势是轻量化，缺点是价格 较高
优势是稳定性好，缺点是体 积较大
第3章 聚合物电池在军用无人 机中的应用
●03
聚合物电池特点
聚合物电池具有高能量密度、柔软性好、成本 低等特点，适合军用无人机的需求。在军用领 域，聚合物电池被广泛应用于侦察无人机、无 人侦察机等。
聚合物电池对军用无人机的影响
更长的续航时间 高能量密度和低重量
任务执行效率 续航时间
更大的有效载荷 高能量密度
第1章 无人机概述
第1章无人机概述1.1 无人机概述1.1.1 无人机驾驶航空器无人驾驶航空器（UA： Unmanned Aircraft），是一架由遥控站管理（包括远程操纵或自主飞行）的航空器，也称遥控驾驶航空器（RPA：Remotely Piloted Aircraft），以下简称无人机。
如下图所示：第一幅是纸飞机；第二幅是我们儿童手推的那种玩具飞机；第三幅是DIY的一种小飞机；第四幅虽然很像战斗机，但是它也是纸折的。
不管它们有多么像无人的飞机，但如果没有遥控站管理、不能自主飞行，那么它都不叫无人机。
1.1.2 无人机系统无人机系统（UAS ： Unmanned Aircraft System ），也称无人驾驶航空器系统（RPAS ： Remotely Piloted Aircraft 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。
如下图所示：图1是鹰眼科技的航空箱；图2是地面站；图3是遥控器；图4、图5是无人机系统的主体——无人机。
一般情况下，通过在无人机下方挂载任务设备，来决定无人机的用途。
1.1.3 无人机驾驶员和机长1、定义：驾驶员：又叫视距内驾驶员，即无人机驾驶员与无人机保持直接目视视觉接触的操作方式，航空器处于驾驶员目视视距内半径500米，相对高度低于120米的区域内。
机长：又叫超视距驾驶员，除视距内还可通过操作地面站进行对无人机在目视视距以外的运行。
图1图2图3图5图42、作业方式驾驶员：需要在机长的陪同下作业；机长：可以单独作业。
在系统运行时间内负责整个无人机系统运行和安全。
1.1.4 无人机的分类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：1、按平台构型无人机可分为：固定翼、旋翼、无人飞艇、伞翼、扑翼无人机等。
(1)固定翼无人机：机翼是固定不动的 [民航客机、战斗机等](2)旋翼无人机：第一类，直升机（单旋翼）第二类，四旋翼、六旋翼、八旋翼无人机（多旋翼）2、无人机也可以按用途分类：军用、民用(1) 军用无人机：侦查无人机、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。