旋翼无人机维修高级试题

一、选择题（每题3分，共60分）1.对于多旋翼无人机，在不改变电机转速的情况下，要提高螺旋桨产生的升力，可采取的措施是（）A.增加螺旋桨直径B.减小螺旋桨螺距C.改变螺旋桨材质D.增加电机电流答案：A2.无人机飞控中的磁力计主要用于（）A.测量飞行速度B.确定飞行方向（航向）C.感知加速度变化D.监测高度变化答案：B3.在旋翼无人机维修中，当发现电调频繁重启，最不可能的原因是（）A.电机堵转B.飞控信号干扰C.电调本身固件版本过低D.电池电压过高答案：C4.以下关于无人机电池老化的说法，错误的是（）A.内阻会逐渐减小B.容量会逐渐下降C.充放电性能会变差D.高温环境下老化速度加快答案：A5.旋翼无人机的桨叶在高速旋转时，其叶尖速度（）A.与桨叶半径和转速成正比B.只与转速成正比C.只与桨叶半径成正比D.与桨叶材料有关答案：A6.无人机飞控中的PID（比例-积分-微分）控制器，其中比例系数主要影响（）A.系统的稳定性B.超调量C.响应速度D.抗干扰能力答案：C7.当无人机在强磁场附近飞行时，最可能受到影响的传感器是（）A.加速度计B.陀螺仪C.磁力计D.气压计答案：C8.对于旋翼无人机的复合材料机身，在维修时修复损伤的最佳方式是（）A.使用普通胶水粘贴B.采用特殊的复合材料修复剂和工艺C.更换整个机身部件D.用金属修补材料答案：B9.无人机维修中，如果要精确测量电机的三相绕组电阻，应使用（）A.万用表的电阻档B.兆欧表C.电桥D.示波器答案：C10.以下哪种情况不会导致无人机GPS信号失锁（）A.在高楼林立的城市峡谷飞行B.卫星信号被遮挡物完全遮挡C.飞行高度过高超出GPS卫星覆盖范围D.飞行速度过快答案：D11.旋翼无人机的电调和电机之间的连接线如果出现破损，可能会导致（）A.电机反转B.电机转速不稳定C.电调过热D.以上都可能答案：D12.在无人机的飞控系统升级过程中，以下哪项操作是最危险的（）A.在未备份原固件的情况下直接更新B.使用未经验证的第三方固件C.在更新过程中断电D.以上都是答案：D13.要提高旋翼无人机在风中的抗风能力，从机身结构设计角度，可采取（）A.增加机身重量B.缩小机翼展弦比C.优化重心分布并加固机身框架D.减少螺旋桨数量答案：C14.无人机维修时，发现图像传输有马赛克现象，可能的原因是（）A.图传天线损坏B.图传发射功率过高C.图像传感器故障D.图传编码解码出现问题答案：D15.对于旋翼无人机的锂聚合物电池，在充电过程中如果出现鼓包现象，以下处理方式正确的是（）A.继续充电观察B.尝试用针刺破鼓包处排出气体C.立即停止使用并更换电池D.放在阳光下晒一段时间答案：C16.无人机飞控中的姿态解算主要基于（）传感器的数据。A.加速度计和陀螺仪B.磁力计和气压计C.GPS和视觉传感器D.温度传感器和湿度传感器答案：A17.在旋翼无人机的电路设计中，为了减少电磁干扰，布线时应遵循（）原则。A.平行布线B.尽量缩短信号线长度C.将电源线和信号线绞合D.高频信号线远离敏感电路答案：D18.当无人机的遥控器出现失控现象，且怀疑是信号发射问题时，首先应检查（）A.遥控器电池电量B.遥控器天线方向C.遥控器内部电路D.飞行器的接收机答案：B19.旋翼无人机的螺旋桨在制造过程中，对其表面粗糙度的要求是（）A.越粗糙越好，增加摩擦力B.越光滑越好，减少空气阻力C.在一定范围内，兼顾强度和气动性能D.无特殊要求答案：C20.无人机维修中，如果要检测飞控系统的传感器是否存在偏差，可使用（）A.飞行模拟器软件B.万用表C.示波器D.校准工具或软件自带的校准功能答案：D二、判断题（每题3分，共30分）1.只要无人机的飞控系统工作正常，就不会出现飞行姿态失控的情况。（×）2.在无人机维修中，不同规格但电压相同的电调可以随意互换。（×）3.无人机电池的充电电流越大，充电速度就越快，对电池寿命没有影响。（×）4.旋翼无人机的桨叶数量越多，其机动性就一定越好。（×）5.飞控系统中的所有传感器都必须定期进行完全校准，否则会影响飞行安全。（√）6.无人机机身采用铝合金材料主要是为了减轻重量和提高散热性能。（√）7.当无人机的电机出现过热现象时，只要停止飞行等待冷却就可以继续使用，不需要进一步检查。（×）8.在无人机的电路维修中，焊接点只要能导通就可以，外观不重要。（×）9.无人机的图传距离只受发射功率和天线增益的影响，与其他因素无关。（×）10.对于旋翼无人机，在飞行过程中如果某个螺旋桨损坏，其他螺旋桨可以完全弥补其功能。（×）三、填空题（每题3分，共30分）1.旋翼无人机的______和______是影响其飞行性能的两个关键空气动力参数。答案：螺旋桨直径、螺距2.无人机飞控系统中的______算法用于减少传感器数据中的噪声干扰。答案：滤波3.在电机维修中，测量电机的反电动势（EMF）主要是为了判断电机的______和______。答案：转速、性能4.无人机电池的过充保护电压和过放保护电压是根据电池的______特性确定的。答案：化学5.对于多旋翼无人机，要保持飞行稳定性，其各个电机的转速差应该控制在______以内。答案：较小范围（具体数值根据不同机型而定，如5%-10%等）6.无人机飞控中的______传感器组合可以实现类似飞机自动驾驶仪的功能。答案：加速度计、陀螺仪、磁力计7.在旋翼无人机的维修中，如果要修复受损的PCB板线路，常用的方法是______和______。答案：飞线、补线8.无人机的______效率越高，其在相同电量下的飞行距离就越远。答案：能量转换9.当无人机的飞行高度增加时，其空气密度______，这会影响螺旋桨的升力和电机的负载。答案：减小10.无人机维修时，对电子元件进行焊接时，理想的焊接温度范围一般是______-______°C。答案：260-300四、简答题（每题8分，共40分）1.详细阐述旋翼无人机飞控系统的硬件组成部分及其主要功能。答案：-微控制器（MCU）：作为飞控的核心，负责运行飞行控制算法，处理传感器数据并输出控制指令给电机电调等。-传感器模块：包括加速度计测量加速度、陀螺仪测量角速度、磁力计测量航向、气压计测量高度等，为飞控提供无人机的姿态和位置信息。-电源管理模块：负责管理飞控系统的供电，包括电压转换、稳压等功能，确保各个模块正常工作。-通信模块：如接收机接口用于接收遥控器信号，还有可能包括与其他设备（如图传设备、地面站）通信的接口。-电机驱动接口：将飞控的控制指令转换为适合电机电调的信号，控制电机的转速。2.说明无人机电池在低温环境下性能下降的具体表现及原因。答案：-具体表现：续航里程大幅缩短、电池放电电流减小导致电机动力不足、充电速度变慢甚至可能无法充电、电池内阻增大。-原因：低温下电池内部的化学反应速率减慢，锂离子的迁移速度降低，导致电池的活性物质无法充分参与电化学反应，从而影响了电池的性能。3.在旋翼无人机维修中，如何对电机进行全面的性能测试？答案：-外观检查：查看电机外壳是否有损坏、裂缝等。-电阻测量：使用合适的工具测量电机绕组的电阻值，判断是否在正常范围内，检查是否存在短路或开路情况。-空载测试：将电机连接到电调和电源，在无负载情况下，逐渐增加电压，观察电机的转速、转动是否平稳、是否有异常噪音等。-负载测试：模拟实际飞行中的负载情况，如在电机轴上添加一定重量或连接螺旋桨，再次测试电机的转速、扭矩输出、发热情况等。-反电动势（EMF）测试：在电机转动过程中，测量电机两端的反电动势，根据公式计算电机的性能参数。4.解释无人机飞控中的PID控制原理及其在飞行稳定中的作用。答案：-PID控制原理：PID控制器由比例（P）、积分（I）、微分（D）三个环节组成。比例环节根据当前误差值与比例系数相乘得到控制量；积分环节对误差进行积分，主要用于消除稳态误差；微分环节根据误差的变化率进行控制，对系统的动态响应有改善作用。-在飞行稳定中的作用：通过不断调整各个电机转速，根据飞行姿态与目标姿态的误差（如倾斜角、偏航角等），PID控制器计算出合适的控制量，使无人机能够快速、稳定地恢复到预期的飞行姿态，抑制外界干扰（如风扰）对飞行的影响，提高飞行的稳定性和精准性。5.当无人机的图传画面出现花屏现象时，从硬件和软件两个方面分析可能的原因并提出相应的解决方法。答案：-硬件方面：-图传天线损坏或连接不良：更换天线或重新连接确保良好接触。-图传发射模块故障：检查发射模块的电路元件是否有损坏，如有必要进行更换。-信号线损坏：检查信号线是否有断路、短路情况，修复或更换信号线。-软件方面：-图传编码设置错误：重新检查并调整图传编码参数，使其与接收端匹配。-飞行器端图传软件故障：尝试重启飞行器或更新图传软件版本。-接收端设备故障：检查接收设备（如手机、平板等）的图传接收软件是否正常，是否有软件冲突等问题，进行相应的修复或更新。五、开放题（每题15分，共30分）1.设计一套针对旋翼无人机复杂环境飞行（如山区、森林等）的维修保障方案，包括预防性维护措施和故障应急处理措施。答案：-预防性维护措施：-定期对无人机进行全面检查，重点检查机身结构的完整性，因为在山区飞行可能遭受树枝碰撞等情况。-对螺旋桨进行更频繁的检查，确保其在复杂气流环境下能正常工作，可增加动平衡测试次数。-提前对飞控系统进行校准，特别是磁力计等受磁场影响较大的传感器，在山区可能存在磁场干扰源。-检查电池的性能，确保在高负荷、复杂环境下有足够的续航能力，可进行模拟山区飞行的电量消耗测试。-对图传系统进行优化，提高信号传输的抗干扰能力，如调整发射频率或采用更高级的编码方式。-故障应急处理措施：-若无人机失联，在山区首先确定最后已知位置，然后根据地形和风向等因素进行搜索。同时检查遥控器、图传设备和飞控系统的信号连接情况。-如果是电机故障导致飞行异常，在确保安全的情况下尝试远程控制降落或紧急返航。如果无法控制，根据无人机的飞行姿态和周围环境，预估可能的坠落地点并进行救援准备。-当飞控系统出现故障时，若有备份飞控或冗余系统，及时切换到备份系统；若没有，尝试通过遥控器的应急通道进行简单的飞行控制调整，如调整姿态保持悬停或缓慢降落。-图传故障时，优先保证飞行安全，将无人机飞回安全区域后再进行图传设备的检查和修复。2.随着无人机技术的发展，新的材料、电子元件和软件算法不断涌现。请讨论这些新技术对旋翼无人机维修带来的机遇和挑战，并提出应对策略。答案：-机遇：-新材料（如更轻、更强、更耐用的复合材料）使无人机结构更可靠，维修时可能只需局部更换部件而不是整个机身，降低维修成本。-新的电子元件（如高性能、低功耗的芯片）提高了无人机的性能，同时也可能提高故障诊断的准确性，因为新元件往往有更好的可测试性。-新的软件算法（如更智能的飞行控制算法、故障预测算法）可以提前发现潜在故障，便于预防性维修。