无人机系统原理详解.ppt

一、无人机的发展与现状 二、无人机的特点和用途 三、无人机系统构成 四、无人机飞行与控制原理 五、无人机作业流程 六、无人机展望 无人机在军事中的应用： 第一次世界大战，美国开发了携带高爆炸药的双翼无人机； 越战中美军将无人机用于侦察； 以色列1973年第四次中东战争中使用无人机模拟有人机作战群，掩护有人机突防； 以色列1982年派无人机进入贝卡谷地上空，诱使叙利亚地空导弹雷达开机，锁定对方雷达位置； 海湾战争、科索沃战争、伊拉克战争和阿富汗战争中美军大量使用无人机。 1.2 国内无人机发展概述 航模队 专业从事无人机应用或研究 无人靶机 多用途无人机 无人机行业发展的现状： 无人机近几年呈现出一种跨越式、跃迁式的发展； 我国无人机发展的正在步入“黄金年代” ，目前中高端无人机研发与生产能力主要掌握在中航工业集团公司、航空航天类院校（西北工业大学第三六五研究所爱生集团，北京航空航天大学无人机所，南京航空航天大学无人机所）等国家队和其他科研院所； 尽管号称有百余家企业在从事无人机研究与生产，但真正能够严格按照研制程序开发无人机系统的并不多。 1.3 国外民用无人机应用概况 美国将全球鹰和捕食者修改后，应用于民用领域，全球鹰成为第一种被美国联邦航空管理局批准授权可在美国空域飞行的无人机； 美国NASA下属的德莱顿飞行研究中心正在研究将伊克纳无人机用于灭火； 美国海洋与大气局已成功将无人机用于风暴探测 的研究； 1.4 国内民用无人机发展现状 民用无人机起步晚，与发展较好的军用无人机在技术上脱节； 主要无人机研究单位定位于军事技术，先进的军用无人机技术向民用无人机转化不足； 民营企业充分发挥了自己的市场优势，积极投身民用无人机行业； 民用无人机市场正在升温。 民用无人机行业存在的不足： 从航模转型的多，专业设计研究的少； 设计水平低，生产规模小； 测绘应用多，其它应用少； 机型小，总体质量水平较低。 2.1 无人机与航模 无人机的定义： 机上没有驾驶员 能一次或多次使用 可以自行控制也可以远程引导 可携带有效载荷 升力主要靠空气动力 航模:只能在视距内遥控控制  2.2 无人机的特点 机上无驾驶员，不再考虑人的安危和生理承受能力； 没有机上驾驶员，不考虑人的生理承受能力（大机动）和体力限制，可执行枯燥、危险、污染性的工作，即3D任务（Dangerous,Dirty,Dull） 使用灵活，用途广泛； 成本低廉，生存力强。 2.3 无人机的分类 2.3.1按功能分类 军用无人机 侦察机、电子对抗无人机、通信中继无人机、攻击无人机及靶标无人机等 民用无人机 各种用途的巡查和监视用无人机、航拍无人机、气象无人机、地质勘探无人机、测绘无人机等。 2.4 常见无人机气动外形 2.4.1 常规布局 2.5 认识无人机的主要技术指标 翼展 2.6m 最大起飞重量 16kg 有效载荷重量 4kg 燃料重量 2.5kg 巡航速度 110km/h 续航时间 2h 飞行半径 50km 实用升限 6000m 抗风性能 5级 起降方式 滑跑/弹射/伞降/撞网 任务载荷类型 航空测绘 无人机一般由以下部分组成： 飞行器-飞行载体 飞行控制系统 地面控制系统-地面站 任务设备-航拍仪器 起飞与降落回收系统 3.1 飞行载体 ZC—1型无人飞机  3.2 飞行控制系统 飞行控制主要有中央计算机、飞行控制类传感器、伺服作动器、导航定位系统及通讯系统组成； 飞行控制类传感器包括高度/速度类传感器和姿态类传感器； 伺服作动器是将控制指令转化为舵面动作及发动机阀门动作的执行机构。 导航定位系统：惯性导航设备、卫星定位传感器、惯性/卫星组合定位 通讯电台 3.3 地面控制站 地面控制站主要功能： 任务规划； 飞机状态监控； 飞机和任务设备的操控； 信息处理 3.4 任务设备 常见的任务设备有： 照相机 电视摄像机 红外热像仪 光电侦察稳定平台 合成孔径雷达（SAR） 相机 4.1 无人机飞行原理 飞机姿态角示意图 4.2 无人机控制原理 无人机的飞行控制系统主要包括传感