自己設計製作小型飛行器(像四旋翼飛行器、直升機),比較重要的是哪一塊?


我總結四軸飛行器 主要幾種玩法吧:

1.玩硬體

2.玩軟體

3.玩組裝

4.玩遙控

現在的小四軸可玩性很強,放在口袋裡,掏出手機遙控,想飛就飛了。

如果是用arduino 的開源飛控那就主要是調試參數,學習下姿態演算法神馬的

大四軸可以玩高大上的航拍 玩定高定點

arduino 的開源四軸:

MultiWii

如果LZ也想玩硬體的話,用STM32做四軸是個不錯的選擇

  • crazyflie:Bitcraze
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  • 匿名四軸:不思帶你【從零開始】做四軸!!!(強勢整理搬運版)
  • 圓點博士:圓點博士微型四軸飛行器
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之前參與過四軸飛行器的項目,關鍵在控制四個無刷電機以及陀螺儀的數據採集和處理,這是套閉環系統


平衡和運動控制肯定是關鍵啊~~其他的一些通信模塊啊什麼的和智能車差距不大的,都一樣


關鍵是控制模塊啊,飛行器的平衡以及運動姿態,越是牛b的設計對動作控制越是精準,否則你就等著你的飛行器一直亂翻吧~


當你照著網上的開源教程完成所有工作後,你會發現,原來自己DIY一個能飛的飛行器還是比較容易的(我自己是用Promin + 10dof玩MWC,然後2560 + 10DOF +GPS玩海盜APM,所以基本上是有arduino就行,10DOF是復用的,機架也有網友設計,或者買現成的F45就行)。

所以走過了基本的菜鳥之路後,你會發現如何回答樓主的問題,什麼是最重要的?

我認為,如下幾個路徑必須學習一下:

(1)幾個開源項目:MWC, APM, TL,這幾個可以讓我們接觸到CPU從AVR到STM32的變化,低端到高端配置的性能變化,然後就是學習到地面站從自己修改參數到高級地面站操控的過程。

飛行模式,也會從簡單的定點,定高,盤旋,自駕與自動返航,甚至航拍等舵手的技巧。

當然這個學習過程,也是根據自己選擇的方向與配置不一,比如我當初選擇的最小配置是PROMINI+MPU6050飛MWC,然後前前後後調了幾個月才飛起來,就是碰到了程序配置的錯誤,然後一直在硬體、結構上找問題,導致各種問題,斜飛落下,自旋,翻個等。

(2)經過開源項目的洗禮與學習後,最好買一套成熟的飛機,如果資金可以,搞個雲台航拍。

重點練習舵手的那幾個技巧。然後參加一些愛好者組織,一起飛飛,這個熟練練習幾年後(哈哈,不要驚訝),必然成大器啊。

這個過程你會學習到天氣環境、機架漿的質量、遙控器的功能。

期間可以學學固定翼、直升機等。如果有興趣可以專做VOTL(垂直起降固定翼飛機)

(3)然後就是有目的的利用飛機做出功能目的:比如航拍,就是一大活,再比如專業專註貨物送達,應急救援,甚至婚慶的戒指送達等,這些可是不簡單的啊。


準備更新,因為最近在做微型四軸。

上兩圖先:

—————————分割線————————————

通常四軸的組成:

1.無刷電機,無刷電調

2.飛控板(我用的是STM32+MPU-6050+HMC5883L+MS5611)

3.電池

4.遙控器

5.機架

-----------擴展----------

6.雲台(航拍)

7.超聲波

8.GPS

9.光流

....等等等等

覺得哪些比較重要?看自己的興趣吧,哪裡深入研究都是很有價值。

我自己的電氣自動化的,做過大四軸,MWC的。我說說編程、演算法的吧,也感覺核心就在這。

因為初學,硬體最好買人家的,包括主控板,一套買把。

重中之重:姿態估計。

這由陀螺儀、加速度計,採集數據後,根據演算法,轉換為地理上的坐標。因為一般都是用以地理為基準,從地理換算到機體的公式,有四元數、歐拉角、方向餘弦矩陣。

換算公式需要係數,如四元數的q0123、歐拉角的ROLL/PITCH/YAW、餘弦矩陣的9個數。係數就是描述機體姿態的表達方法的具體數值。

姿態,其實就是公式+係數的組合,一般經常用人容易理解的公式「歐拉角」表示,ROLL/PITCH/YAW。

因為陀螺一般有零點漂移、非線性、加速度影響等等多種誤差。所以要結合兩者(陀螺儀、加速度計)做數據融合等處理才能得到真實的、滿意的角度。常用的有卡爾曼濾波,互補濾波。

一套搞下來,得到角度,飛行器的演算法搞得七七八八。剩下就是控制演算法。

因為常用的PID都有較好的效果,假定你完成了前面的姿態估計,到這裡,想完成簡單的控制真的不是事。當然如果要達到超級穩定的另說。。。


看回答基本上都是四軸飛行器和直升機,那麼我就來說說固定翼設計製作的幾個要點吧!

首先在回答前我要說明一點,只要動力合適,布置合理,就是給我一塊門板我也能飛得很好,所以題主要對自己製作的飛行器充滿信心。

1.設計

首先確定飛機的用途,當然小型飛機基本都是用來玩兒的,但也有差別,你是打算做成像真機就在天上逛幾圈呢,還是要做各種的3D動作。對於前者,你的機翼或許就得要有翼型,對於後者,就可以不用翼型,就一塊板就行。

我們知道,飛機的升力由兩方面產生,一是來自翼型,一是來自迎角。

然後根據自己愛好設計一款外形,可以不合常理,可以奇形怪狀,但是基本的控制面要有,這樣才能對飛機施加足夠的控制。一般飛機得有三個控制面:滾轉,偏航(也就是方向),俯仰(也就是抬頭低頭)。像比如常規布局的飛機就是通過副翼控制滾轉,方向舵控制偏航,升降舵控制俯仰。其次得注意控制面的控制效率,也就是說控制面的大小、位置得合適。

具體大小可以參見飛機設計手冊。

2製作

當你設計好一架飛機的時候,理論上是能飛上天的,但這也取決於你的製作水平也調試好壞。

2.1材料選擇

一般的耗材有:KT板,EPP,層板,輕木。可以根據不同的需求選擇飛機的材質。

其他材料:碳板,碳片,碳棒,碳管(這些都是用來加強飛機強度的),鐵絲,502膠水,熱熔膠,AB膠,樹脂,泡沫膠

工具:美工刀,鉗子,螺絲刀,砂紙等

2.2流程

根據設計樣式,將不同部件組裝起來。如果材料是KT板就用熱熔膠,EPP用泡沫膠,層板和輕木用502,層板還可以用AB膠和樹脂來加強。碳板或者碳棒放在受力惡劣處用於加強。

2.3配平

找准飛機的重心位置,根據需要適當調整,常規布局飛機一般位於飛機三分之一弦長處,也就是說將手指搭在機翼兩側三分之一弦長處,將飛機抬起,如果平穩就是合適的,如果不平穩就還得繼續調。

一般飛機座到這一步基本就能飛了。

當然其中還有很多步驟沒提到,要真各個地方都提到的話估計得出一本書了。

飛行很愉快,盡情享受吧。

手機打字,很多語無倫次的地方,還請諒解。


之前對那個很感興趣,就了解了一些資料。這個東西如果都從頭做,工作量真不少。無刷電機的控制,感測器的採集和數據融合,姿態控制演算法,主要就這3大部分吧,任何一部分自己做,都有不小的難度。


樓主的問題類似於「DIY個手機怎麼搞?」

重要的是自己對這行完全感興趣,能鑽研,最重要的是自己有能力解決可能遇到的問題。

從問者的行為來看,

問者顯然不適合自己做,沒有鑽研精神,這種技術細節問題你來知乎!!!

專業論壇滿天飛····這個行業專業問題已經不是首要問題了,

樓主還是老實買個成品玩吧


個人客觀的說一句,直升機想自己設計比較難,除非你有十足的把握和絕自信的加工精度。

四軸的話不明白你說得設計是哪一個層面上的,如果只是機架和整體的設計的話相對簡單,如果全部設計的話控制器比較重要,當然目前網上有像mwc這樣的板子可以參考。


其實我也想做這個(純粹玩),我是做硬體開發的(工業控制),如果可以一起搞,請消息我


重要的是控制系統,現在很多商家有現成的飛控賣,也有很多優秀的來源硬體和軟體項目。比如四軸的multi wii項目。


說一句正確的廢話:沒有不重要的。都是水桶的木板,如果你想知道那塊你投入的精力要的比較多,就看你打算做那塊了,剩下的可以買或者找別人做,或者全部買。


飛控


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