7天造一臺無人機：飛控、電池、動力系統、地面站全解析
孫晨曉
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商品描述
"本書主要介紹組裝、調試一架四旋翼無人機的完整流程,包括組裝無人機機架、安裝電機和螺旋槳、 電池充電保養、安裝飛控、飛行前調試,並且在組裝、調試過程中依次介紹了飛行原理、動力系統、遙控器、 電池、飛控等相關基礎知識。本書共分為7章。第1章介紹無人機的基礎知識及組裝無人機需要做的準 備工作;第2章介紹電機、電調、螺旋槳的工作原理和選型安裝;第3章介紹無人機遙控器和地面站的相 關知識;第4章介紹無人機電池的安全使用和充電保養;第5章介紹飛控及導航、電源檢測等模塊,並對 飛控中用到的算法進行講解;第6章詳細介紹無人機飛行前的調試流程;第7章介紹無人機首次飛行時 的各種註意事項。 本書的章節安排方便讀者以每天一章的學習計劃進行,在7天時間內瞭解四旋翼無人機的全部基礎 知識並且同步組裝、調試好一架無人機。本書沒有復雜的計算公式和算法推導,而是採用通俗易懂的例 子幫助讀者理解無人機的各種工作原理。讀者讀完本書可以在短時間內對無人機有一個初步的瞭解,並 組裝一架屬於自己的無人機。 本書適合無人機專業的本科生或研究生、參加無人機相關競賽的學生、無人機行業的從業人員,以及 需要無人機協助工作的其他行業從業人員使用。"
目錄大綱
目錄
第1章 初識無人機 ……………………………………………………………………… 1
1.1 如何學習無人機知識 ……………………………………………………………… 1
1.2 無人機簡介 ………………………………………………………………………… 4
1.2.1 無人機的基本概念 ……………………………………………………… 4
1.2.2 無人機的發展現狀 ……………………………………………………… 6
1.3 無人機的分類 ……………………………………………………………………… 8
1.3.1 固定翼無人機 …………………………………………………………… 8
1.3.2 無人直升機 ……………………………………………………………… 9
1.3.3 多旋翼無人機 …………………………………………………………… 9
1.3.4 覆合翼無人機 …………………………………………………………… 11
1.3.5 撲翼無人機 ……………………………………………………………… 11
1.4 四旋翼無人機詳解 ……………………………………………………………… 12
1.4.1 四旋翼無人機的基本概念 ……………………………………………… 12
1.4.2 四旋翼無人機的組成 …………………………………………………… 12
1.4.3 四旋翼無人機的飛行原理 ……………………………………………… 15
1.4.4 四旋翼無人機的飛行模式 ……………………………………………… 19
1.5 組裝無人機的準備工作 ………………………………………………………… 19
1.5.1 無人機配件準備 ………………………………………………………… 20
1.5.2 組裝工具準備 …………………………………………………………… 21
1.5.3 飛行技術練習 …………………………………………………………… 22
1.5.4 四旋翼無人機機架組裝 ………………………………………………… 23
1.6 本章小結 ………………………………………………………………………… 25
第2章 動力系統 ………………………………………………………………………… 26
2.1 無人機動力系統簡介 …………………………………………………………… 26Ⅳ
2.2 電機 ……………………………………………………………………………… 27
2.2.1 無刷電機的工作原理 …………………………………………………… 28
2.2.2 無刷電機的參數 ………………………………………………………… 32
2.3 電調 ……………………………………………………………………………… 34
2.3.1 電調的工作原理 ………………………………………………………… 36
2.3.2 電調的參數 ……………………………………………………………… 40
2.4 螺旋槳 …………………………………………………………………………… 40
2.4.1 螺旋槳的工作原理 ……………………………………………………… 41
2.4.2 螺旋槳的參數 …………………………………………………………… 41
2.5 動力系統的選型和安裝 ………………………………………………………… 42
2.5.1 動力系統的選型適配 …………………………………………………… 43
2.5.2 電機和螺旋槳的安裝 …………………………………………………… 44
2.6 本章小結 ………………………………………………………………………… 46
第3章 遙控器和地面站………………………………………………………………… 47
3.1 遙控器簡介 ……………………………………………………………………… 47
3.1.1 遙控器 …………………………………………………………………… 48
3.1.2 接收機 …………………………………………………………………… 52
3.1.3 遙控器和接收機的通信 ………………………………………………… 54
3.2 數傳設備與圖傳設備 …………………………………………………………… 55
3.2.1 無線電通信 ……………………………………………………………… 55
3.2.2 數傳設備 ………………………………………………………………… 56
3.2.3 圖傳設備 ………………………………………………………………… 58
3.3 地面站 …………………………………………………………………………… 59
3.3.1 地面站硬件設備 ………………………………………………………… 60
3.3.2 地面站軟件 ……………………………………………………………… 60
3.4 接收機與數傳設備的安裝 ……………………………………………………… 69
3.5 本章小結 ………………………………………………………………………… 70
第4章 電池 ……………………………………………………………………………… 71
4.1 電池簡介 ………………………………………………………………………… 71
4.1.1 電池的基本介紹 ………………………………………………………… 72Ⅴ
4.1.2 鋰電池的基本介紹 ……………………………………………………… 73
4.1.3 無人機電池的基本介紹 ………………………………………………… 75
4.1.4 無人機電池的參數 ……………………………………………………… 77
4.2 電池及充電器的安全使用 ……………………………………………………… 79
4.2.1 電池的安全使用 ………………………………………………………… 79
4.2.2 充電器的安全使用 ……………………………………………………… 81
4.3 無人機電池的選型和安裝 ……………………………………………………… 84
4.4 本章小結 ………………………………………………………………………… 85
第5章 飛控系統 ………………………………………………………………………… 86
5.1 什麽是飛控 ……………………………………………………………………… 86
5.1.1 飛控的基本概念 ………………………………………………………… 87
5.1.2 飛控的內部傳感器 ……………………………………………………… 88
5.1.3 飛控的接口 ……………………………………………………………… 91
5.2 飛控的拓展模塊 ………………………………………………………………… 94
5.2.1 衛星定位模塊 …………………………………………………………… 94
5.2.2 光流模塊 ………………………………………………………………… 95
5.2.3 避障模塊 ………………………………………………………………… 96
5.2.4 電池監測模塊 …………………………………………………………… 97
5.2.5 空速計 …………………………………………………………………… 97
5.3 飛控的算法 ……………………………………………………………………… 98
5.3.1 濾波算法 ………………………………………………………………… 99
5.3.2 PID算法 ………………………………………………………………… 99
5.4 飛控的選型與安裝 ……………………………………………………………… 102
5.4.1 飛控的選型……………………………………………………………… 102
5.4.2 飛控的安裝……………………………………………………………… 104
5.5 本章小結 ………………………………………………………………………… 107
第6章 無人機調試 …………………………………………………………………… 108
6.1 調試前的準備工作 ……………………………………………………………… 108
6.2 基礎參數調試 …………………………………………………………………… 112
6.3 PID參數調試 …………………………………………………………………… 124Ⅵ
6.4 拓展參數調試 …………………………………………………………………… 127
6.5 本章小結 ………………………………………………………………………… 130
第7章 起飛 ……………………………………………………………………………… 131
7.1 安全飛行規定 …………………………………………………………………… 131
7.1.1 無人機的類別…………………………………………………………… 132
7.1.2 管制空域………………………………………………………………… 133
7.1.3 適飛空域………………………………………………………………… 134
7.1.4 駕駛執照………………………………………………………………… 134
7.1.5 其他規定………………………………………………………………… 135
7.2 起飛前檢查 ……………………………………………………………………… 137
7.2.1 飛行環境檢查…………………………………………………………… 137
7.2.2 機身外觀檢查…………………………………………………………… 138
7.2.3 姿態檢查………………………………………………………………… 138
7.2.4 GPS和航向檢查 ……………………………………………………… 139
7.2.5 電池電量檢查…………………………………………………………… 139
7.2.6 遙控器檢查……………………………………………………………… 140
7.2.7 飛行模式檢查…………………………………………………………… 140
7.2.8 電機與螺旋槳檢查……………………………………………………… 140
7.3 起飛與降落 ……………………………………………………………………… 140
7.3.1 起飛操作流程…………………………………………………………… 141
7.3.2 空中飛行操作流程……………………………………………………… 142
7.3.3 降落操作流程…………………………………………………………… 142
7.4 本章小結 ………………………………………………………………………… 142
