多旋翼飞行器：从原理到实践-教学大纲

《多旋翼飞行器：从原理到实践》教学大纲课程信息课程名称：多旋翼飞行器：从原理到实践课程类别：素质选修课/专业基础课课程性质：选修/必修计划学时：64计划学分：4先修课程：无选用教材：《多旋翼飞行器：从原理到实践》，全权、李大伟、杨炯、单上求、王培、崔根主编，2023年，电子工业出版社教材。适用专业：本课程可作为本科低年级、高职等学生群体的多旋翼飞行器的课程，同时也适合作为广大多旋翼飞行器爱好者的人门参考课程。课程负责人：二、课程简介该课程首先介绍了多旋翼飞行器的基本概念、飞行原理、发展历史等内容;然后，对其系统组成以及机架、动力系统、通信系统、飞行控制系统等重要组成部分进行了详细介绍;最后，介绍了组装调试、操控和维护、行业应用和发展等知识。理论讲解和实践操作的有机融合，做到了内容的全面与细致，也在处处讲解安全操作,培养学生的安全意识。三、课程教学要求序号专业毕业要求课程教学要求关联程度1工程知识覆盖了多旋翼飞行器的方方面面，兼具基础性和系统性，包含多旋翼无人机概念层面、系统层面和未来发展层面的总体认知，又包含对机架、动力系统、通信系统和自驾仪等细致介绍和实践，还有整机的组装、调试、飞行与维护。不仅如此，还提供了具有货架产品性质的教具清单和公开视频。L2问题分析随着材料、芯片及人工智能等技术的迅猛发展，智能化、信息化和自动化的时代已然到来。借助这股浪潮，无人机行业蓬勃发展，各式各样的无人机在军民领域得到广泛应用。H3设计/开发解决方案本课程的编排采用“总-分-总”结构，首先让学生对多旋翼系统建立宏观印象，再深入细节，最后回到整机的组装、调试、飞行以及维护等内容。H4研究L5使用现代工具L6工程与社会学生能够意识到飞行器知识的重要性，不仅要有良好的思想道德素质、科学文化素质、专业技能和健康的身体，而且要有良好的心理素质，勇于承担责任，能够承受失败与挫折等。L7环境和可持续发展L8职业规范L9个人和团队1.学会个人发展和团队合作，提高个人和团队的综合素质。2.学会与他人合作和沟通，建立良好的人际关系和团队合作氛围。H10沟通1.学会进行有效的沟通和表达，与客户、同事和上级保持良好的沟通和协作。2.学会进行跨文化沟通和合作，提高国际化视野和跨文化交流能力。M11项目管理L12终身学习1.学会进行自我学习和自我提升，不断提高自身的专业水平和创新能力。2.学会进行终身学习和职业发展规划，不断拓展职业领域和发展空间。H注：“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述。“关联程度”栏中字母表示二者关联程度。关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”“M”或“L”。“课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相关。四、课程教学内容章节名称主要内容重难点关键词学时类型1绪论基本概念多旋翼操控原理和性能评估多旋翼发展历史了解概念、操控原理和多旋翼的发展历史。4理论+实操2系统基本组成总体介绍机架动力系统通信系统飞行控制系统载荷系统了解机架、动力系统、通信系统、飞行控制系统以及载荷系统。将从功能、工作原理和关键参数等几个方面对各个系统展开介绍。10理论+实操3机架设计和参数测量坐标系和欧拉角布局设计结构设计重心和转动惯量测量课堂实践：欧拉角实验课堂实践:转动惯量测试实验了解欧拉角的姿态表示方法；深刻理解坐标系和姿态表示方法以及滤波器和控制器的设计。6理论+实操4动力系统配置和设计问题描述动力系统建模性能估算动力系统设计课堂实践:电池的充放电测试课堂实践：电调校准课堂实践：拉力和力矩测试实践课堂实践:动力系统的优化选型测试理解多旋翼动力系统建模方法，学会估算多旋翼的一系列性能指标；了解多旋翼在线性能评估的网站/paper/9理论+实操5通信系统配置和测试无线电通信原理遥控器和接收机数据传输图像传输自组网传输课堂实践:遥控器与接收机对频课堂实践:遥控器设置课堂实践:遥控器校准课堂实践：数传设备的调试课堂实践:数传设备的远距调试课堂实践:图传设备的调试课堂实践:图传设备的远距调试本章包括四个部分，首先介绍了无线电通信原理，然后分别围绕遥控器和接收机、数传设备、图传设备三个方面，介绍了相关基础知识和配置方法。8理论+实操6自驾仪校准和姿态控制调试传感器原理和校准状态估计姿态控制和调试课堂实践:加速度计校准课堂实践：磁力计校准课堂实践:滤波器参数调节课堂实践:姿态控制PID调参本章具体包括以下内容:--些常用传感器的测量原理和校准方法、滤波和估计原理、控制原理、PID控制及姿态控制调参。7理论+实操7组装和位置控制调试多旋翼组装多旋翼调试课堂实践:多旋翼组装课堂实践:多旋翼悬停调试了解多旋翼各部分组件的作用及工作原理；掌握如何组装一架多旋翼、多旋翼起飞前的调试流程以及如何调试多旋翼飞行器的位置控制器。7理论+实操8操控和维护法律法规飞前准备遥控器飞行操控地面站飞行操控常见的故障及维修课堂实践:多旋翼遥控飞行模拟操作课堂实践:地面站航线飞行软件仿真了解我国目前关于民用无人驾驶飞行器管制的相关法律法规以及如何申请飞行空域；掌握我国民用无人驾驶飞行器管制的法律法规框架，多旋翼起飞前应该办理的手续、如何做飞行前准备，以及多旋翼遥控器和地面站操作方法。7理论+实操9展望多旋翼的新设计多旋翼的新应用反无人机技术多旋翼的新发展了解多旋翼的新布局，掌握多旋翼在民用和军用领域的广泛应用，可以简述反无人机技术以及多旋翼的新发展。6理论+实操五、考核要求及成绩评定序号成绩类别考核方式考核要求权重（%）备注1期末成绩期末考试考试50百分制，60分为及格2平时成绩课后作业9次40优、良、中、及格、不及格3平时表现出勤情况10两次未参加课程则无法获得学分注：此表中内容为该课程的全部考核方式及其相关信息。六、学生学习建议学习方法建议1.通过开展课堂讨论、实践活动，增强的团队交流能力，学会如何与他人合作、沟通、协调等等。2.通过思考，加深自己的兴趣，巩固知识点。3.进行练习和实践，提高自己的技能和应用能力，加深对知识的理解和记忆。学生课外阅读参考资料《多旋翼飞行器：从原理到实践》，全权、李大伟、杨炯、单上求、王培、崔根主编，2023年，电子工业出版社教材。七、课程改革与建设本课程在多旋翼飞行器理论讲解和实践操作方面尽量做到了有机融合。在理论方面，讲解了实践操作过程中所需的基本原理，使学