多旋翼飞行器的控制系统设计与实践知到智慧树章节测试课后答案2024年秋哈尔滨工业大学

多旋翼飞行器的控制系统设计与实践知到智慧树章节测试课后答案2024年秋哈尔滨工业大学第一章单元测试

混搭四旋翼的垂起式固定翼，属于哪一类无人机？（）

A:旋翼机B:混合翼机C:扑翼机D:定翼机

答案:混合翼机美国的火星无人机机智号，属于哪一类无人机？（）

A:常规布局直升机B:扑翼机C:固定翼D:共轴双桨直升机

答案:共轴双桨直升机目前常见的四旋翼飞行器采用X型布局。（）

A:对B:错

答案:对目前常见的四旋翼飞行器采用可变桨距操控模式。（）

A:对B:错

答案:错带有遥控指令飞行的无人机系统，接收机输出的信号被连接至？（）

A:无刷电调B:无刷电机C:遥控器D:飞控

答案:飞控当四旋翼飞行器进行偏航控制时，应当操纵电机如何变速？（）

A:左侧/右侧两对电机分别变速B:相邻两对电机分别变速C:前方/后方两对电机分别变速D:对角线两对电机分别变速

答案:对角线两对电机分别变速当四旋翼飞行器进行前进方向的移动时，应当操纵电机如何变速？（）

A:相邻两对电机分别变速B:左侧/右侧两对电机分别变速C:对角线两对电机分别变速D:前方/后方两对电机分别变速

答案:前方/后方两对电机分别变速无人机的飞控系统主控芯片通常采用？（）

A:CPUB:MCUC:DSPD:FPGA

答案:MCU飞控系统的控制律是指？（）

A:无人机的动力学和运动学模型B:姿态和位置传感器的反馈函数C:控制量到无人机执行器驱动量的解算函数D:将状态变量反馈值和期望值误差收敛到0的函数

答案:将状态变量反馈值和期望值误差收敛到0的函数无人机全自主定点悬停飞行的本质是？（）

A:姿态控制飞行B:规划路径飞行C:固定点飞行D:A-B点飞行

答案:A-B点飞行

第二章单元测试

四旋翼飞行器通常采用的是外转子无刷电机。（）

A:对B:错

答案:对课程所使用的STM32F103C8T6单片机的主频是？（）

A:48MHzB:96MHzC:168MHzD:72MHz

答案:72MHz如果STM32F103C8T6单片机的优先级分组被设为NVIC_PriorityGroup_2，则强占优先级的设置范围是？（）

A:0~16B:0~3C:0~8D:0~4

答案:0~3STM32F103C8T6单片机定时器初始化中的Period变量表示？（）

A:定时器计数最小值B:定时器计数最大值C:定时器匹配值D:定时器周期

答案:定时器计数最大值STM32F103C8T6单片机定时器的TIM_IT_UPDATE中断表示？（）

A:溢出中断B:更新中断C:比较匹配中断D:输入捕获中断

答案:溢出中断使用STM32F103C8T6单片机，若定时器重装载值为9999，预分频值为23，则生成的PWM波频率为？（）

A:200HzB:400HzC:333HzD:300Hz

答案:300Hz使用STM32F103C8T6单片机，若定时器预分频值为23，则生成PWM进行无刷电机调速的软件分辨率为？（）

A:1000B:2000C:1024D:3000

答案:3000使用PWM脉宽调速，则电机的驱动脉宽与电机转速是线性关系。（）

A:错B:对

答案:对若使用dShot600数字油门，想要驱动电机按照一半转速进行旋转，则前11位帧数据值为？（）

A:11111111111B:10000000000C:10111110000D:01111111111

答案:01111111111使用STM32F103C8T6单片机和dShot600数字油门进行无刷电机调速，定时器初始化Period成员变量为29，预分频因子为3，则表示dShot信号数位1的PWM匹配脉宽是？（）

A:11B:22C:10D:33

答案:22

第三章单元测试

MPU6050陀螺仪/加速度计与MCU的通讯方式为？（）

A:单向串行通讯B:半双工串行通讯C:全双工串行通讯D:并行通讯

答案:半双工串行通讯MPU6050的陀螺仪和加速度计数据存放于？（）

A:6个8位寄存器中B:1个16位寄存器中C:12个8位寄存器中D:2个16位寄存器中

答案:12个8位寄存器中如果要读取MPU6050的陀螺仪数据，则应该以下哪个顺序设定数据传输方向？（）

A:读数据B:先写后读C:写数据D:先读后写

答案:先写后读四元数中的k虚部表示绕哪个轴旋转？（）

A:Z轴B:X轴C:Y轴D:不表示旋转

答案:X轴表示坐标系旋转的方向余弦矩阵是一个3x6阶的矩阵。（）

A:对B:错

答案:错Mahony互补滤波算法中，与欧拉角相关的四元数是通过对陀螺仪数据修正并积分迭代出来的。（）

A:错B:对

答案:对Mahony互补滤波算法中，四元数迭代式中h/2的含义是？（）

A:STM32单片机定时器周期的一半B:四元数表示向量长度的一半C:IMU芯片采样周期的一半D:获取IMU数据周期的一半

答案:获取IMU数据周期的一半Mahony互补滤波算法中，用于对陀螺仪数据进行修正的物理量是？（）

A:A选项与B选项向量间的旋转（点乘）B:归一化的三轴加速度计数据C:A选项与B选项向量间的误差（叉乘）D:方向余弦矩阵在Z轴上的旋转分量

答案:A选项与B选项向量间的误差（叉乘）Mahony互补滤波算法中，求取的俯仰角pitch值为？（）

A:arctan((2q0q3+2q1q2)/(q0q0+q1q1-q2q2-q3q3))B:arctan((2q2q3+2q0q1)/(-2q1q1-2q2q2+1))C:arcsin(-2q1*q3+2q0q2)

答案:arcsin(-2q1*q3+2q0q2)Mahony互补滤波算法中，求取的偏航仰角yaw值为？（）

A:arcsin(-2q1*q3+2q0q2)B:arctan((2q2q3+2q0q1)/(-2q1q1-2q2q2+1))C:arctan((2q0q3+2q1q2)/(q0q0+q1q1-q2q2-q3q3))

答案:arctan((2q0q3+2q1q2)/(q0q0+q1q1-q2q2-q3q3))

第四章单元测试

多旋翼飞行器的姿态控制使用下面哪个坐标系？（）

A:速度坐标系B:大地坐标系C:飞行器坐标系

答案:飞行器坐标系飞行器在俯仰轴控制下，左侧两个电机转速相同，右侧两个电机转速相同。（）

A:错B:对

答案:错单自由度双旋翼天平的控制中，控制量u(t)应设为两侧旋翼的升力差。（）

A:错B:对

答案:对双旋翼天平系统控制量到电机驱动脉宽的解算中，基础方程建立的依据是？（）

A:两侧电机转速变化相同B:两侧电机升力差等于控制量u(t)C:两侧电机升力相同D:两侧电机总升力等于控制量u(t)

答案:两侧电机升力差等于控制量u(t)双旋翼天平系统控制量到电机驱动脉宽的解算中，约束方程建立的依据是？（）

A:两侧电机转速变化相同B:两侧电机升力相同C:两侧电机转速相同D:两侧电机总升力不变

答案:两侧电机总升力不变通过两侧电机总升力不变的约束方程求取的电机控制脉宽，是一个线性函数。（）

A:错B:对

答案:错通过串级PID系统进行姿态控制，外环角度环的输出是？（）

A:期望角速度B:期望角度C:电机驱动脉宽

答案:期望角速度通过串级PID系统进行姿态控制，内环微分控制变量是？（）

A:当前角速度与期望角速度偏差的变化B:当前角度与期望角度偏差的变化率C:当前角速度与期望角速度偏差的变化率D:当前角度与期望角度偏差的变化

答案:当前角速度与期望角速度偏差的变化率通过求解PLE方程来设计旋翼天平系统的PD控制律，则输入矩阵B为？（）

A:[0L]B:[0J]C:[0L/J]D:[10]

答案:[0L/J]使用串级PID控制进行旋翼天平的姿态稳定，则外环的闭环传函是一个2阶系统。（）

A:错B:对

答案:对

第五章单元测试

分轴叠加控制适用于角度剧烈变化的四旋翼飞行器。（）

A:对B:错

答案:错若使用dShot数字油门调速，则电机控制脉宽的分轴叠加式仍然是一个线性函数。（）

A:对B:错

答案:对使用线性近似控制，分轴叠加后的各电机驱动脉宽，每轴控制量前面的符号与什么有关？（）

A:电机布局B:螺旋桨旋转方向C:电机布局和螺旋桨旋转方向

答案:电机布局和螺旋桨旋转方向定高控制叠加量对于四旋翼飞行器的四个驱动脉宽来说，前面永远是正号。（）

A:对B:错

答案:对如果使用非线性控制，则电机的驱动脉宽可直接叠加各通道的控制量。（）

A:对B:错

答案:错使用三通道叠加控制完成四旋翼飞行器的姿态控制，则各电机叠加了三轴控制量后，还要减去？（）

A:3CCR(0)B:2CCR(0)C:CCR(0)

答案:2CCR(0)实际编写控制律程序时，为了参数整定方便，角度和角速度通常采用弧度制。（）

A:错B:对

答案:对使用串级PID进行四旋翼飞行器的姿态控制，若飞行器偏离期望位置较大后久久不能回复，应如何调整参数？（）

A:增大内环KdB:增大内环KpC:增大外环KiD:增大外环Kp

答案:增大外环Kp使用串级PID进行四旋翼飞行器的姿态控制，若飞行器在期望位置附近剧烈小幅震荡，应如何调整参数？（）

A:减小内环KdB:增大内环KpC:减小内环KpD:增大内环Kd

答案:减小内环Kd使用串级PID进行四旋翼飞行器的姿态控制，若飞行器在期望位置处有明显超调，应如何调整参数？（）

A:增大外环KpB:减小外环Kp并增大内环KdC:减小内环KpD:增大内环Kp

答案:减小外环Kp并增大内环Kd

第六章单元测试

位姿解耦后的四旋翼飞行器运动学方程是依据什么建立的？（）

A:牛顿第二定律B:动量矩守恒定理C:牛顿第三定律D:角动量定理

答案:牛顿第二定律四旋翼飞行器在x方向（前-后）的控制与下列哪些物理量有关？（）

A:x方向的加速度B:重力加速度C:滚转角D:飞行器高度

答案:x方向的加速度；重力加速度；滚转角四旋翼飞行器在y方向（左-右）的控制与下列哪些物理量有关？（）

A:x方向的加速度B:俯仰角C:y方向的加速度D:重力加速度

答案:俯仰角；y方向的加速度；重力加速度若要在室内进行四旋翼飞行器的六自由度运动控制，可使用下面哪些位置传感器？（）

A:RTKB:GPSC:运动捕捉相机D:光流传感器

答案:运动捕捉相机；光流传感器y方向（左-右）控制器的输出是？（）

A:y方向期望速度B:期望偏航角C:期望俯仰角D:期望滚转角

答案:期望滚转角高度控制器的输出是？（）

A:期望俯仰角B:电机在高度通道上的叠加脉宽C:期望滚转角D:期望偏航角

答案:电机在高度通道上的叠加脉宽在四旋翼飞行器的六自由度运动控制中，偏航控制器的输入是？（）

A:目标点的高度B:飞