基本信息
- 项目名称：
- 四轴飞行器及控制软件开发应用
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 四轴飞行器的推力来自由四只电机带动的两对反向旋转的螺旋桨。近年来随着高效廉价的无刷电动机与电调的出现四轴飞行器才逐渐受到重视。电力能源清洁，安静，代表着能源使用的未来。过去由于电池能量密度过低极大限制了电动飞机的发展。不过，大容量低成本锂聚合物电池的出现完全改变了电能在航空领域的前景，今天由锂聚合物电池提供能源的电动模型飞机的续航时间已能够与甲醇或汽油飞机一比高下。
- 详细介绍：
- 层次一：实现winCE平台下的四轴飞行器无线遥控（二十米内）下的平稳起飞、悬停和降落。 层次二：实现winCE平台下的四轴飞行器无线遥控（二十米内）下的平稳起飞、悬停和降落与纵横方向运动的模拟控制。 层次三：实现winCE平台下的四轴飞行器无线遥控（二十米内）下的平稳起飞、悬停和降落与纵横方向运动和速度的精确控制。 层次四：实现winCE平台下的四轴飞行器无线电脑遥控（二百米内）下的平稳起飞、悬停和降落与纵横方向运动和速度的精确控制。添加wifi模块，实现电脑的精确与远距离控制。 层次五：实现winCE平台下的四轴飞行器无线电脑遥控（二百米内）下的平稳起飞、悬停和降落与纵横方向运动和速度的精确控制。在层次四的基础上，添加摄像头，再实现电脑上实时影像监控。 层次六：实现winCE平台下的四轴飞行器无线电脑遥控（二百米内）下的平稳起飞、悬停、降落和迫降与纵横方向运动和速度的精确控制。在层次五的基础上，添加GPS模块，再实现位置监控和紧急迫降功能。 层次七：实现winCE平台下的四轴飞行器无线电脑遥控（有电信信号的地区）下的平稳起飞、悬停、降落和迫降与纵横方向运动和速度的精确控制。在层次六的基础上，添加3G模块，再实现超远距离的飞行控制。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 四轴飞行器实现高性能飞行的核心关键技术之一是高效可靠的无刷电调，必须能够平滑地同时启动四只无刷电动机，动态反应速度也必须极快才能实现宽频带增稳与控制。 与常见的固定翼飞机及直升机不同，四轴飞行器自身缺乏稳定性，而完全依赖电子增稳实现可控飞行。试验证明控制频宽必须超过30赫兹四轴飞行器才能具备足够的稳定性与抗风性以满足工业化用途的需要。 电动的四轴飞行器与油动无人直升机相辅相成，可以共同满足大多数要求悬停能力的工业与军事应用的需要。 四轴飞行器较复杂，角速度传感器，加速度传感器，DSP，单片机，模拟放大器，模拟滤波器，AD变换，数字信号处理，kalman滤波，PID，无线数传…
科学性、先进性
- 。电力能源清洁，安静，代表着能源使用的未来。过去由于电池能量密度过低极大限制了电动飞机的发展。不过，大容量低成本锂聚合物电池的出现完全改变了电能在航空领域的前景，今天由锂聚合物电池提供能源的电动模型飞机的续航时间已能够与甲醇或汽油飞机一比高下。 四轴飞行器实现高性能飞行的核心关键技术之一是高效可靠的无刷电调，必须能够平滑地同时启动四只无刷电动机，动态反应速度也必须极快才能实现宽频带增稳与控制。 与常见的固定翼飞机及直升机不同，四轴飞行器自身缺乏稳定性，而完全依赖电子增稳实现可控飞行。试验证明控制频宽必须超过30赫兹四轴飞行器才能具备足够的稳定性与抗风性以满足工业化用途的需要。 电动的四轴飞行器与油动无人直升机相辅相成，可以共同满足大多数要求悬停能力的工业与军事应用的需要。
获奖情况及鉴定结果
- 在太原电力专科学校2010--2011届学生科技创新比赛中通过审核
作品所处阶段
- 调试阶段
技术转让方式
- 技术入股 接纳本组成员为技术人员
作品可展示的形式
- 现场展示与图文展示相结合
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 利用四台无刷直流电机带动螺旋桨旋转产生升力实现飞行.四台无刷直流电机两台正转,两台反转,从而抵消自转力矩,防止了飞行器的自旋。四台无刷直流电机转速同时升高，四轴飞行器高度上升；转速同时下降，四轴飞行器高度降低。 四轴飞行器的推力来自由四只电机带动的两对反向旋转的螺旋桨。近年来随着高效廉价的无刷电动机与电调的出现四轴飞行器才逐渐受到重视。电力能源清洁，安静，代表着能源使用的未来。过去由于电池能量密度过低极大限制了电动飞机的发展。不过，大容量低成本锂聚合物电池的出现完全改变了电能在航空领域的前景，今天由锂聚合物电池提供能源的电动模型飞机的续航时间已能够与甲醇或汽油飞机一比高下。 适于无风或微风的平坦或丘陵地形。 适用于气象探测，遥测，及军事情报探测。
同类课题研究水平概述
- 四轴飞行器是瑞士科技人员研制成的一种新型飞行器,也是一种娱乐机器人。 但后来多被用于航测，摄像，军事情报探测，德国的发展与研究较为先进。
