四旋翼无人机控制原理

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总体连接图

1、控制原理

飞控通过接收机接收遥控器发送的遥控信号（地面站控制时：地面站通过云航灯或电台发送给飞控的自主飞行指令），经过飞控程序处理后，通过电调来控制各个电机的转速，从而达到控制飞行器动作的目的。

2、飞控

飞控即飞行控制系统是飞机的大脑，无人机在飞行过程中，利用自动控制系统，能够对飞行器的构形、飞行姿态和运动参数实施控制，其载有加速度计、陀螺仪、气压计、罗盘等传感器。由它来控制各个电机的转速进而控制飞机的姿态，加上GPS或差分GPS可完成定点悬停，自主航线飞行等功能。

3、遥控器

遥控器模式常用的有美国手和日本手 ，遥控器上油门的位置在左边是美国手，右边是日本手。个人觉得美国手比较符合认知规律。美国手（左边遥杆：上下控制油门，左右控制方向；右边遥杆：上下控制前进后退，左右控制左右移动）日本手（左遥杆：上下控制前进后退，左右控制方向；右遥杆：上下控制控制油门，左右控制左右移动）。

4、电调

动力电机的调速系统成为电调，全称电子调速器（Electronic Speed Controller，简称ESC），它根据控制信号调节电动机的转速。

根据动力电机不同可分为无刷调和有刷电调，无刷电调控制无刷电机，有刷电调控制有刷电机。

无刷电调输入是直流，可以接稳压电源或锂电池。输出是三相交流，直接与电机的三相输入端相连。

选择电调时要注意电调与电机匹配，一般根据额定载荷下通过单个电机的最大电流选择电调。

5、电机

无人机上用的电机一般分为有刷电机和无刷电机，有刷电机一般用的微型航模上比如空心杯电机，目前无人机上的电机大部分用的都是无刷电机。

无刷电机通过三相交流电产生一个旋转磁场驱动转子转动，通过pwm控制速度。小体积、高效率和稳态转速误差小等特点，无刷电机要配合电子调速器（电调）使用。

6、桨

螺旋桨， 将电机转动功率转化为推进力或升力。螺旋桨高速转动时，由于桨叶特殊的机构，会在桨上下面形成一个压力差，产生一个向上的拉力，螺旋桨有两个重要的参数，桨直径和桨螺距，单位均为英寸。比如8060桨，代表桨直径是8英寸。即8*2.54＝20.32cm。螺距则为6英寸。桨分正桨和逆桨，安装时正桨安装在顺时针旋转的电机上，逆桨安装在逆时针旋转的电机上，怎么区分正逆桨呐？具体方法很多，这里简单说个方法，桨正确安装在电机上，顺时针旋转桨叶，产生向下风力的是正桨，逆时针旋转桨叶，产生向下风力的是反桨，

7、电池

无人机上用的电池一般是高倍率锂聚合物电池。电池上几S代表什么呐？ 几S即为几片电池串联，例如20000mAh 6s 25c就是6片20000mAh的电池串联。一片电池多少伏呐？一片电池额定电压3.7V，充满电压4.2v（4.35V高压版电池），电池上几C代表什么呐？C即放电倍率。是指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值，在数据值上等于电池额定容量的倍数。比如20000mAh 25C，那么它的最大放电电流就是20*25=500A。选择电池是要注意，电池的最大放电电流要大于各个电机的总电流，电池的选择决定飞行的时间的多少。

大致一看四轴十字和四轴×字没多大差别，M1，M3都是逆时针，M2，M4都是顺时针，它俩真正的区别在于，做动作时电机的运动情况。

四轴×字：

前进时，M3，M4速度同时增加，M1，M2速度同时减小。

左移时，M1，M4速度同时增加，M2，M3速度同时减小。

左旋时，M2，M4速度同时增加，M1，M3速度同时减小。

四轴十字：

前进时，M3速度增加，M1速度减小。

左移时，M4速度增加，M2速度减小。

左旋时，M2，M4速度同时增加，M1，M3速度同时减小。

有此可看出做动作时四轴×字始终有两两电机参与速度调整，一般建议四轴采用×字，对控制动作来说能更好一些

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