基于PID调解器的模糊自适应四旋翼飞行器控制技术

1、基于基于PIDPID调解器的模糊自适调解器的模糊自适应四旋翼飞行器控制技术应四旋翼飞行器控制技术上海海事大学上海海事大学赵冰洁赵冰洁 19071907年年, ,第一架四旋翼飞行器第一架四旋翼飞行器“ Gyroplane Gyroplane No. 1 No. 1 ”升上了天空升上了天空。但由于构造复杂不易操纵但由于构造复杂不易操纵等原因等原因, ,大型四旋翼飞行器的发展一直都比较缓大型四旋翼飞行器的发展一直都比较缓慢。近年来慢。近年来, ,随着新型材料、微机电随着新型材料、微机电(MEMS) (MEMS) 、微、微惯导惯导(MIMU) (MIMU) 以及飞行控制等技术的进步以及飞行控制等技术的

2、进步, ,微小型微小型四旋翼飞行器得到了迅速发展四旋翼飞行器得到了迅速发展，其优势和意义主，其优势和意义主要有：要有： 国外已经对四旋翼飞行器做了大量研究，起国外已经对四旋翼飞行器做了大量研究，起步比国内早很多，研究主要集中在以下几个方面：步比国内早很多，研究主要集中在以下几个方面： 1 1、基于惯性导航的飞行器控制技术、基于惯性导航的飞行器控制技术 2 2、基于视觉的自主飞行控制和自主飞行控、基于视觉的自主飞行控制和自主飞行控制系统制系统研究背景及意义研究背景及意义四旋翼飞行器四旋翼飞行器 四旋翼飞行器就是一种具有四个螺旋桨的飞行器并且四个螺旋四旋翼飞行器就是一种具有四个螺旋桨的飞行器并且四

3、个螺旋桨呈十字形交叉结构，相对的四旋翼具有相同的旋转方向，分两桨呈十字形交叉结构，相对的四旋翼具有相同的旋转方向，分两组，两组的旋转方向不同。飞行器也通过控制这两组螺旋桨的转组，两组的旋转方向不同。飞行器也通过控制这两组螺旋桨的转速与转向产生不同的升力实现上下前后左右的六个方向飞行的航速与转向产生不同的升力实现上下前后左右的六个方向飞行的航模模型。模模型。l四旋翼飞行器四旋翼飞行器的组成：的组成：电机 电调螺旋桨飞控板锂电池遥控器（六通控制）四轴机架基本线路连接l四旋翼飞行器结构的对称性：四旋翼飞行器结构的对称性： 四旋翼飞行器采用四个旋翼作为飞行的直接动四旋翼飞行器采用四个旋翼作为飞行的直接

4、动力源，旋翼对称分布在机体的前后、左右四个方向，力源，旋翼对称分布在机体的前后、左右四个方向，四个旋翼处于同一高度平面四个旋翼处于同一高度平面，且四个旋翼的结构和半，且四个旋翼的结构和半径都相同，径都相同，旋翼旋翼 1 1和旋翼和旋翼 3 3逆时针旋转，旋翼逆时针旋转，旋翼 2 2和旋和旋翼翼 4 4顺时针旋转顺时针旋转，四个电机对称的安装在飞行器的支，四个电机对称的安装在飞行器的支架端，支架中间空间安放飞行控制计算机和外部设备。架端，支架中间空间安放飞行控制计算机和外部设备。四旋翼飞行器的结构形式如图所示：四旋翼飞行器的结构形式如图所示：l四旋翼飞行器系统特性四旋翼飞行器系统特性：1.1.具

5、有四输入六输出的欠驱动多变量非线性系统。具有四输入六输出的欠驱动多变量非线性系统。 四旋翼飞行器是通过调节四个电机转速来改变旋翼转速，四旋翼飞行器是通过调节四个电机转速来改变旋翼转速，实现升力的变化，从而控制飞行器的姿态和位置。由于飞实现升力的变化，从而控制飞行器的姿态和位置。由于飞行器是通过改变旋翼转速实现升力变化，这样会导致其动行器是通过改变旋翼转速实现升力变化，这样会导致其动力不稳定，所以需要一种能够长期保稳定的控制方法。四力不稳定，所以需要一种能够长期保稳定的控制方法。四旋翼飞行器是一种六自由度的垂直升降机，因此非常适合旋翼飞行器是一种六自由度的垂直升降机，因此非常适合静态和准静态条件

6、下飞行。静态和准静态条件下飞行。2.2.姿态变化控制四旋翼位置变化。姿态变化控制四旋翼位置变化。（1 1）PIDPID控制控制：具有原理简单、算法成熟、控制参数相互独：具有原理简单、算法成熟、控制参数相互独立以及稳定性好等优点，但它基于系统精确模型设计，当立以及稳定性好等优点，但它基于系统精确模型设计，当系统内部结构或者外部环境发生变化时，容易导致控制对系统内部结构或者外部环境发生变化时，容易导致控制对象和模型失配，且其控制参数固定，抗扰动性和适应性差，象和模型失配，且其控制参数固定，抗扰动性和适应性差，难以控制非线性不确定的复杂系统。难以控制非线性不确定的复杂系统。 (2)(2)模糊模糊PI

7、DPID控制器控制器：这种非线性控制器既保持了模糊控制算：这种非线性控制器既保持了模糊控制算法不依赖精确模型控制灵活快速的优点，又结合了法不依赖精确模型控制灵活快速的优点，又结合了PIDPID控制控制算法静态误差小的优势，二者互补，能对非线性复杂系统算法静态误差小的优势，二者互补，能对非线性复杂系统实现良好的控制。实现良好的控制。 四旋翼飞行器在空间共有四旋翼飞行器在空间共有 6 6个自由度（分别沿个自由度（分别沿 3 3个坐个坐标轴作平移和旋转动作），这标轴作平移和旋转动作），这 6 6 个自由度的控制都可以个自由度的控制都可以通过调节不同电机的转速来实现。各个旋翼对机身所施加通过调节不同电

8、机的转速来实现。各个旋翼对机身所施加的反扭矩与旋翼的旋转方向相反，因此当电机的反扭矩与旋翼的旋转方向相反，因此当电机 1 1和电机和电机 3 3逆时针旋转的同时，电机逆时针旋转的同时，电机 2 2和电机和电机 4 4顺时针旋转，可以平顺时针旋转，可以平衡旋翼对机身的反扭矩。衡旋翼对机身的反扭矩。 基本运动状态分别是：基本运动状态分别是：u 垂直运动u 俯仰运动u 滚转运动u 偏航运动u 前后运动u 侧向运动垂直运动垂直运动( ( 上升、下降和悬浮）：上升、下降和悬浮）： 在图（在图（a a）中，因有两对电机转向相反，可以平）中，因有两对电机转向相反，可以平衡其对机身的反扭矩，当同时增加四个电机

9、的输出功衡其对机身的反扭矩，当同时增加四个电机的输出功率，旋翼转速增加使得总的拉力增大，当总拉力足以率，旋翼转速增加使得总的拉力增大，当总拉力足以克服整机的重量时，四旋翼飞行器便离地垂直上升；克服整机的重量时，四旋翼飞行器便离地垂直上升；反之，同时减小四个电机的输出功率，四旋翼飞行器反之，同时减小四个电机的输出功率，四旋翼飞行器 则垂直下降，直至平衡落则垂直下降，直至平衡落 地，实现了沿地，实现了沿 z z轴的垂直轴的垂直 运动，当外界扰动量为零运动，当外界扰动量为零 时，在旋翼产生的升力等时，在旋翼产生的升力等 于飞行器的自重时，飞行于飞行器的自重时，飞行 器便保持悬停状态。保证器便保持悬停

10、状态。保证 四个旋翼转速同步增加或四个旋翼转速同步增加或 减小是垂直运动的关键。减小是垂直运动的关键。 俯仰运动（俯仰运动（翻转翻转）：）： 电机电机1 1的转速上升，电机的转速上升，电机 3 3转速下降，电机转速下降，电机 2 2、电机电机 4 4 的转速保持不变。为了不因为旋翼转速的改的转速保持不变。为了不因为旋翼转速的改变引起四旋翼飞行器整体扭矩及总拉力改变，旋翼变引起四旋翼飞行器整体扭矩及总拉力改变，旋翼1 1与旋翼与旋翼 3 3转速改变量的大小应相等。由于旋翼转速改变量的大小应相等。由于旋翼1 1 的的升力上升，旋翼升力上升，旋翼3 3的升力下降，的升力下降， 产生的不平衡力矩使机身

11、绕产生的不平衡力矩使机身绕 y y轴旋转（方向如图所示），轴旋转（方向如图所示）， 同理，当电机同理，当电机 1 1 的转速下降，的转速下降， 电机电机 3 3的转速上升，机身便绕的转速上升，机身便绕 y y轴向另一个方向旋转，实现轴向另一个方向旋转，实现 飞行器的俯仰运动。也就是说飞行器的俯仰运动。也就是说 通过这实现了四轴飞行器的翻通过这实现了四轴飞行器的翻 转。转。滚转运动（滚转运动（与俯仰运动的翻转对称与俯仰运动的翻转对称） ： 滚转运动与俯仰运动一样，同样是为了实现滚转运动与俯仰运动一样，同样是为了实现四轴飞行器的翻转。只不过俯仰运动改变的是电四轴飞行器的翻转。只不过俯仰运动改变的是

12、电机机1 1 、3 3的转速，保持电机的转速，保持电机2 2、4 4的转速不变，使得的转速不变，使得四轴飞行器绕四轴飞行器绕y y轴进行旋转。而滚转运动则是改变轴进行旋转。而滚转运动则是改变电机电机2 2、4 4的转速，保持电机的转速，保持电机1 1、3 3转速不变，使四转速不变，使四轴飞行器绕轴飞行器绕x x轴进行旋转。原理如图（轴进行旋转。原理如图（c c）示：）示： 偏航运动（自旋转）：偏航运动（自旋转）： 借助旋翼产生的反扭矩实现四旋翼飞行器偏航运动。借助旋翼产生的反扭矩实现四旋翼飞行器偏航运动。旋翼转动过程中由于空气阻力作用会形成与转动方向相反旋翼转动过程中由于空气阻力作用会形成与转

13、动方向相反的反扭矩，为了克服反扭矩影响，可使四个旋翼中的两个的反扭矩，为了克服反扭矩影响，可使四个旋翼中的两个电机正转，两个电机反转，且对角线上各个旋翼转动方向电机正转，两个电机反转，且对角线上各个旋翼转动方向相同。反扭矩的大小与旋翼转速有关，当四个电机转速同相同。反扭矩的大小与旋翼转速有关，当四个电机转速同时，四个旋翼产生的反扭矩相互平衡，四旋翼飞行器不发时，四个旋翼产生的反扭矩相互平衡，四旋翼飞行器不发生转动；当四个电机转速不完全相同时，不平衡的反扭矩生转动；当四个电机转速不完全相同时，不平衡的反扭矩会引起四旋翼飞行器转动。在图会引起四旋翼飞行器转动。在图d d中，中，当电机当电机 1 1

14、和电机和电机3 3 的转速上升，电机的转速上升，电机 2 2 和电机和电机 4 4 的转速下降时的转速下降时，旋翼，旋翼 1 1和和旋翼旋翼3 3对机身的反扭矩大于旋翼对机身的反扭矩大于旋翼2 2旋翼旋翼4 4对机身的反扭矩，对机身的反扭矩，机身便在富余反扭矩的作用机身便在富余反扭矩的作用 下绕下绕z z轴转动，实现飞行器轴转动，实现飞行器 的偏航运动，转向与电机的偏航运动，转向与电机1 1 和电机和电机3 3的转向相反。的转向相反。前后运动：前后运动： 要想实现飞行器在水平面内前后、左右的运动，必须在水平电要想实现飞行器在水平面内前后、左右的运动，必须在水平电机转速不变，反扭矩仍然要保持平衡

15、。在图机转速不变，反扭矩仍然要保持平衡。在图e e中，增加电机中，增加电机3 3转速，使转速，使拉力增大，相应减小电机拉力增大，相应减小电机 1 1转速，转速， 使拉力减小，同时保持其它两个使拉力减小，同时保持其它两个保持不变，飞行器首先发生一定程度的倾斜，从而使旋翼拉力产生水保持不变，飞行器首先发生一定程度的倾斜，从而使旋翼拉力产生水平分量，因此可以实现飞行器的前飞运动。向后飞行与向前飞行正好平分量，因此可以实现飞行器的前飞运动。向后飞行与向前飞行正好相反。当然在图相反。当然在图 b b 图图 c c中，飞行器在产生俯仰、翻滚运动的同时也中，飞行器在产生俯仰、翻滚运动的同时也会产生沿会产生沿

16、 x x、y y轴的水平运动。轴的水平运动。侧向运动：侧向运动： 同理，根据四轴飞行器前后运动的工作原理，将飞行器同理，根据四轴飞行器前后运动的工作原理，将飞行器x x、y y轴上轴上的电机的工作状态进行互换便可以实现飞行器侧向运动，原理图如图的电机的工作状态进行互换便可以实现飞行器侧向运动，原理图如图（f f）所示。）所示。 p电机：电机： 电机采用电机采用x2208-15x2208-15 kv1260kv1260无刷直流电动机，其电磁力矩均匀力无刷直流电动机，其电磁力矩均匀力矩较大，再装配上半径较长的螺旋桨充分发挥其效果，达到节能和飞矩较大，再装配上半径较长的螺旋桨充分发挥其效果，达到节能

17、和飞行平稳的效果。行平稳的效果。如果螺旋桨和电机配合不合适如果螺旋桨和电机配合不合适，使四旋翼飞行器振动，使四旋翼飞行器振动强度增大，增加数字三轴陀螺、三轴加速度传感器和三轴数字磁阻传强度增大，增加数字三轴陀螺、三轴加速度传感器和三轴数字磁阻传感器噪声系数。噪声系数增加影响整个系统的稳定性和安全性。所以感器噪声系数。噪声系数增加影响整个系统的稳定性和安全性。所以选择合适的螺旋桨和电机较为必要。选择合适的螺旋桨和电机较为必要。p电机：电机： 电机是四旋翼飞行器的基础配件之一。电机分为有刷电机是四旋翼飞行器的基础配件之一。电机分为有刷和无刷两种，在和无刷两种，在四轴飞行器中无刷是主流四轴飞行器中无

18、刷是主流，因为它力气大，因为它力气大且耐用，不管什么牌子的电机，且耐用，不管什么牌子的电机，具体都要对应具体都要对应4 4位这类数位这类数字字如如22122212电机什么的电机什么的，其中，其中前面前面2 2位是电机转子的直径，位是电机转子的直径，后面后面2 2位是电机转子的高度。位是电机转子的高度。简单来说简单来说，前面，前面2 2位越大，电位越大，电机越肥，后面机越肥，后面2 2位越大，电机越高。位越大，电机越高。 又高又大的电机，功又高又大的电机，功率就更大，适合做大四轴。率就更大，适合做大四轴。 另外，另外，每个无刷电机都会标每个无刷电机都会标上上多少多少 kv kv值，这个值，这个k

19、vkv是外加是外加1v1v电压对应的每分电压对应的每分 钟空转转速，钟空转转速，例如：例如：1000kv1000kv电机，外加电机，外加 1v 1v电压，电机空转时每分钟转电压，电机空转时每分钟转10001000加加2v2v电电 压，电机空转就压，电机空转就20002000转了。转了。 一般来说，做普通的四轴飞行器用的一般来说，做普通的四轴飞行器用的 电机可以采用电机可以采用22122212系列、系列、KV9301000KV9301000的的 无刷电机，一般品牌可选朗宇、新西无刷电机，一般品牌可选朗宇、新西 达等等。达等等。p电调：电调： 电调全称电子调速器，英文电调全称电子调速器，英文Ele

20、ctronic Speed Electronic Speed Control,Control,简称简称ESCESC。针对电机不同，可分为有刷电调和无。针对电机不同，可分为有刷电调和无刷电调。它根据控制信号调节电动机的转速。刷电调。它根据控制信号调节电动机的转速。电调都会标电调都会标上多少上多少A A，如，如20a20a电调就是电子调速器，电调就是电子调速器，常见有好盈、中特常见有好盈、中特威、新西达等品牌威、新西达等品牌。电调的作用就是将飞控板的控制信号，电调的作用就是将飞控板的控制信号，转变为电流的大小，以控制电机的转速转变为电流的大小，以控制电机的转速，因为电机的电流因为电机的电流是很大的

21、，通常每个电机同时正常工作时，（另平均有是很大的，通常每个电机同时正常工作时，（另平均有3a3a左右的电流，如果没有电调的存在，飞控板根本无法承受左右的电流，如果没有电调的存在，飞控板根本无法承受这样大的电流外也没驱动无刷电机的功能）。同时电调在这样大的电流外也没驱动无刷电机的功能）。同时电调在四轴当中还充当了四轴当中还充当了电压变化器电压变化器的作用，将的作用，将11.1v11.1v的电压变的电压变为为5v5v为飞控板和遥控器供电，为飞控板和遥控器供电，40a40a这个数字就是电调能够这个数字就是电调能够提供的电流。大电流的电调可以兼容用在小电流的地方。提供的电流。大电流的电调可以兼容用在小

22、电流的地方。小电流电调不能超标使用。小电流电调不能超标使用。 p电调编程：电调编程： 大多数常见电调是可以编程的，能通过编程来设置大多数常见电调是可以编程的，能通过编程来设置响应速度。编程的途径响应速度。编程的途径有两种：有两种：1.1.可以直接将电调连接至遥控接收机的油门输出通道（通可以直接将电调连接至遥控接收机的油门输出通道（通常是常是3 3通道），按说明书，在遥控器上通过进行设置，通道），按说明书，在遥控器上通过进行设置，这个方法比较麻烦，但节约。这个方法比较麻烦，但节约。2.2.搬动摇杆以通过厂家的编程卡来进行设置（需要单独购搬动摇杆以通过厂家的编程卡来进行设置（需要单独购买），方法简

23、单，无需接遥控器。为了保险，一定要将买），方法简单，无需接遥控器。为了保险，一定要将购买的电调设置一致，否则容易难于控制。如：电调的购买的电调设置一致，否则容易难于控制。如：电调的启动模式不一样，那么有些都转很快了，有些还很慢，启动模式不一样，那么有些都转很快了，有些还很慢，这就有问题了。这就有问题了。 注：通过遥控器进行设置电注：通过遥控器进行设置电 调，一定要接上电机，因为说明调，一定要接上电机，因为说明 书上说的书上说的“滴滴滴滴”类的声音，是类的声音，是 通过电机发出来的。通过电机发出来的。p螺旋桨： 螺旋桨一般有两叶和三叶两种类型，但在四轴飞行器螺旋桨一般有两叶和三叶两种类型，但在四

24、轴飞行器中一把采用双叶螺旋桨，虽然说在相同转速下，三叶桨要比中一把采用双叶螺旋桨，虽然说在相同转速下，三叶桨要比双叶桨产生的升力大，但是四轴要用四个螺旋桨，这样双叶双叶桨产生的升力大，但是四轴要用四个螺旋桨，这样双叶桨要比三页桨容易保持稳定，而在四旋翼飞行器的制作中入桨要比三页桨容易保持稳定，而在四旋翼飞行器的制作中入门选用的螺旋桨的型号有仿门选用的螺旋桨的型号有仿apcapc桨桨 10451045 。 同电机类似，同电机类似，桨桨的型号的型号也有也有1045,70401045,7040这些这些4 4位数字，位数字，前面前面2 2位代表桨的直径（单位：英寸位代表桨的直径（单位：英寸 1 1英寸

25、英寸=254=254毫米）后面毫米）后面2 2位是桨的角度。位是桨的角度。 另外，另外，四轴飞行为了抵四轴飞行为了抵 消螺旋桨的自旋，相隔的消螺旋桨的自旋，相隔的 桨旋转方向是不一样的，桨旋转方向是不一样的， 所以需要正反桨。正反桨所以需要正反桨。正反桨 的风都向下吹。的风都向下吹。适合顺时适合顺时 针旋转的叫正浆、适合逆针旋转的叫正浆、适合逆 时针旋转的是反浆。时针旋转的是反浆。安装安装 的时候，一定记得无论正的时候，一定记得无论正 反桨，有字的一面是向上反桨，有字的一面是向上 的（桨叶圆润的一面要和的（桨叶圆润的一面要和 电机旋转方向一致）。电机旋转方向一致）。p飞控板：飞控板： 飞控板就

26、是飞行器的大脑，飞控板就是飞行器的大脑，如果没有飞控板，四轴飞行如果没有飞控板，四轴飞行器就会因为安装、外界干扰、零件之间的不一致型等原因形成器就会因为安装、外界干扰、零件之间的不一致型等原因形成飞行力量不平衡，后果就是左右、上下的胡乱翻滚，根本无法飞行力量不平衡，后果就是左右、上下的胡乱翻滚，根本无法飞行，飞控板的作用就是通过飞控板上的陀螺仪，对四轴飞行飞行，飞控板的作用就是通过飞控板上的陀螺仪，对四轴飞行状态进行快速调整，如发现右边力量大，向左倾斜，那么就减状态进行快速调整，如发现右边力量大，向左倾斜，那么就减弱右边电流输出，电机变慢升力变小，自然就不再向左倾斜弱右边电流输出，电机变慢升力

27、变小，自然就不再向左倾斜。 p 飞控板：飞控板： 根据用户自定义的机头的位置不同，四轴飞行器可根据用户自定义的机头的位置不同，四轴飞行器可以分为以分为x x模式和模式和+ +模式。模式。x x模式的机头方向位于两个电机模式的机头方向位于两个电机之间，而之间，而+ +模式的机头方向位于某一个电机上。模式的机头方向位于某一个电机上。x x和和+ +就就是表示正对机头方向时飞行器的形状。是表示正对机头方向时飞行器的形状。X X模式要难飞一模式要难飞一点，但动作更灵活。点，但动作更灵活。+ +模式要好飞一点，动作灵活差一模式要好飞一点，动作灵活差一点，所以适合初学者。点，所以适合初学者。选择不同的飞行

28、模式，飞控板选择不同的飞行模式，飞控板的安装方式也不同，的安装方式也不同，如果飞控板安装错误，会剧烈的如果飞控板安装错误，会剧烈的晃动，根本无法飞晃动，根本无法飞。飞控板其实就是一。飞控板其实就是一 块单片机，当块单片机，当然不同的飞行模式，其中便携的飞行程序也不尽相同。然不同的飞行模式，其中便携的飞行程序也不尽相同。飞控板单片机里可以输入飞控板单片机里可以输入 有关飞行调节、有关飞行调节、GPSGPS导航等。导航等。然后通过连接好接收器、电调等输出设备从而实现然后通过连接好接收器、电调等输出设备从而实现接接收信号收信号（遥控器的信号）（遥控器的信号）数据处理数据处理输出信号输出信号（调（调节

29、输出电流进而实现对电机的控制）节输出电流进而实现对电机的控制） X模式电机连接图 p遥控器：遥控器： 在航模的遥控器中，可选用的型号一般是天地飞系列的遥控器。在航模的遥控器中，可选用的型号一般是天地飞系列的遥控器。遥控器选择需要注意以下几点遥控器选择需要注意以下几点: 通道数：通道数：遥控器控制的动作路数，比如遥控器只能控制四轴上下飞，遥控器控制的动作路数，比如遥控器只能控制四轴上下飞，那么就是那么就是1 1个通道。但四轴在控制过程中需要控制的动作路数有：上下、个通道。但四轴在控制过程中需要控制的动作路数有：上下、左右、前后、旋转所以最低得左右、前后、旋转所以最低得4 4通道遥控器。通道遥控器

30、。 频率：频率：选择选择2.4G2.4G左右的（也就是天线短的那种），左右的（也就是天线短的那种），2.4G2.4G是主流，稳定是主流，稳定性好，也很成熟。性好，也很成熟。 美国手美国手/ /日本手：日本手：大多数遥控器都会有美国手（左手控制油门）大多数遥控器都会有美国手（左手控制油门） 和日本手（右手控制油门）之分，根据一般人的控制方式，往往和日本手（右手控制油门）之分，根据一般人的控制方式，往往 选择美国手。选择美国手。遥控距离：遥控距离：可能是新人最关心可能是新人最关心 的东西，一般都会在的东西，一般都会在400400米以米以 上，但是等你发现你的四轴飞上，但是等你发现你的四轴飞 了超过

31、了超过100100米远后，你就看不米远后，你就看不 清它的姿态了！所以盲目追求清它的姿态了！所以盲目追求 遥控距离是不可取的！遥控距离是不可取的！ p电池：电池：1.1.电池选择：电池选择：考虑到四旋翼飞行器质轻高飞的特点，所以在选用电考虑到四旋翼飞行器质轻高飞的特点，所以在选用电池时往往选择锂电池，因为池时往往选择锂电池，因为同样电池容量同样电池容量锂电最轻，起飞效率最锂电最轻，起飞效率最高高。2.2.电池容量电池容量：电池的多少电池的多少mahmah表示表示电池容量电池容量，如，如1000mah1000mah电池，如果电池，如果以以1000ma1000ma放电，可持续放电放电，可持续放电1

32、 1小时。如果以小时。如果以500mh500mh放电，可以持续放电，可以持续放电放电2 2小时小时；电池后面的电池后面的2s2s，3s3s，4s4s代表锂电池的节数代表锂电池的节数（锂电池锂电池1 1节标准电压为节标准电压为3.7v3.7v）；）；电池后面多少电池后面多少c c代表电池放电能力代表电池放电能力，这是，这是普通锂电池和动力锂电池最重要区别，动力锂电池需要很大电流普通锂电池和动力锂电池最重要区别，动力锂电池需要很大电流放电，这个放电能力就是放电，这个放电能力就是C C来表示的。如来表示的。如1000mah1000mah电池电池 标准为标准为5c5c，那么用那么用5x1000mah5

33、x1000mah，得出电池可以以，得出电池可以以5000mh5000mh的电流强度放电。这的电流强度放电。这很重要，如果用低很重要，如果用低c c的电池，大电流放电，电池会迅速损坏，甚的电池，大电流放电，电池会迅速损坏，甚至自燃。至自燃。3.3.电池充电电池充电: :c c快充快充代表的意思代表的意思与上面的与上面的c c一样，只是将放电变成了一样，只是将放电变成了充电，如充电，如1000mah1000mah电池，电池，2c2c快充，就代表可以用快充，就代表可以用2000ma2000ma的电流来的电流来充电。所以千万不要图快冒然用大电流，超过规定参数充电，电充电。所以千万不要图快冒然用大电流，

34、超过规定参数充电，电池很容易损坏。池很容易损坏。电子大赛四旋翼飞行器电子大赛四旋翼飞行器可以选择型号可以选择型号2200mah 11.1V 20C2200mah 11.1V 20C的锂的锂电池，因为这个型号的电池，放电能力可达到电池，因为这个型号的电池，放电能力可达到44A44A，也就是，也就是2.2A2.2A* *20C=44A20C=44A，这个电流足够可以满足飞行器四轴悬停功率（大概在，这个电流足够可以满足飞行器四轴悬停功率（大概在100100多瓦左右）。多瓦左右）。4. 4. 充电器：充电器：锂电池充电需要使用专门的平衡充，新手入门，可锂电池充电需要使用专门的平衡充，新手入门，可以使用

35、以使用“301301平衡充平衡充”。什么是平衡充电呢？。什么是平衡充电呢？如如3s3s电池，内部是电池，内部是3 3个锂电个锂电池，因为制造工艺原因，没办法保证每个电池完全一致，充电放电特性池，因为制造工艺原因，没办法保证每个电池完全一致，充电放电特性都有差异，电池串联的情况下，就容易照常某些放电过度或充电过度，都有差异，电池串联的情况下，就容易照常某些放电过度或充电过度，充电不饱满等，所以解决办法是分别对内部单节电池充电。动力锂电都充电不饱满等，所以解决办法是分别对内部单节电池充电。动力锂电都有有2 2组线，组线，1 1组是输出线（组是输出线（2 2根），根），1 1组是单节锂电引出线（与组

36、是单节锂电引出线（与s s数有关），数有关），充电时按说明书，都插入充电器内，就可以进行平衡充电了。充电时按说明书，都插入充电器内，就可以进行平衡充电了。5. 5. 结论：电池结论：电池容量越大，容量越大，c c放电电流系数放电电流系数越高，越高，s s充电电流系数充电电流系数越多，电池越重越多，电池越重。 p四轴机架：四轴机架： 机架选用的材料是铝管、木条、机架选用的材料是铝管、木条、PVCPVC硬质水管等质轻且可硬质水管等质轻且可塑性好的材料。做四轴飞行器的机架，必须要符合飞行器的塑性好的材料。做四轴飞行器的机架，必须要符合飞行器的结构基础，能够保持对称稳定性。一般选择购买方式比自制结构基

37、础，能够保持对称稳定性。一般选择购买方式比自制的平衡性好。的平衡性好。 四根轴架的尺寸长度四根轴架的尺寸长度只要只要保证保证4 4个螺旋桨不打架就可以了，个螺旋桨不打架就可以了，但要考虑到螺旋桨之间因为旋转产生的乱流互相影响，建议但要考虑到螺旋桨之间因为旋转产生的乱流互相影响，建议还是不要太近，否则影响效率。还是不要太近，否则影响效率。 这也是为什么四轴用这也是为什么四轴用2 2叶螺叶螺旋桨比用旋桨比用3 3叶螺旋桨多的原因之一（叶螺旋桨多的原因之一（3 3叶的还有个缺点，平衡叶的还有个缺点，平衡不好做）不好做）。 基本线路连接：基本线路连接：1 1、4 4个电调的正负极需要个电调的正负极需要

38、并联（红色连一起，黑色连一起）并联（红色连一起，黑色连一起），并接到电池的，并接到电池的正负极上；正负极上；2 2、电调电调3 3根黑色的电机控制线，连接电机；根黑色的电机控制线，连接电机；3 3、电调有个电调有个BECBEC输出，用于输出输出，用于输出5v5v的电压，给飞行控制板供电，和接收飞行的电压，给飞行控制板供电，和接收飞行 控制板的控制信号；控制板的控制信号；4 4、遥控接收器连接在飞行控制器上，输出遥控信号，并同时从飞行控制板上遥控接收器连接在飞行控制器上，输出遥控信号，并同时从飞行控制板上得到得到5v5v供电；供电； 电机与螺旋桨的搭配电机与螺旋桨的搭配： 螺旋桨越大，升力就越大

39、螺旋桨越大，升力就越大从而从而需要更大的力量来驱动；螺旋桨转速越高，需要更大的力量来驱动；螺旋桨转速越高，升力越大；电机的升力越大；电机的kvkv越小，转动力量就越大；越小，转动力量就越大；结论：结论：大螺旋桨就需要用低大螺旋桨就需要用低kvkv电机，小螺旋桨就需要高电机，小螺旋桨就需要高kvkv电机（因为需要用转速来弥补升力不足）如果高电机（因为需要用转速来弥补升力不足）如果高kvkv带大桨，力量带大桨，力量不够，那么就很困难，实际还是低不够，那么就很困难，实际还是低速速运转，电机和电调很容易烧运转，电机和电调很容易烧掉。如果低掉。如果低kvkv带小桨，完全没有问题，但升力不够，可能造成无带小桨，完全没有问题，但升力不够，可能造成无法起飞。法起飞。例如：常用例如：常用1000k