无人机控制原理

1）基本飞行控制

• 前后移动：

  • 前飞：后两电机转速>前两电机转速

  • 后飞：前两电机转速>后两电机转速

• 左右平移：

  • 左移：右两电机转速>左两电机转速

  • 右移：左两电机转速>右两电机转速

• 原理分析：通过电机转速差产生倾角，合力分解为升力和水平拉力

2）旋转控制原理

反扭矩现象：主旋翼旋转会产生反向扭矩使机身自旋

• 对角对称性：四个旋翼必须两两反向旋转

• 安装要求：实际装配时必须配备2个正桨和2个反桨

• 转向控制机制：

  • 提高对角旋翼转速可产生旋转力矩（16:47处讲解）

  • 降低另一对角旋翼转速增强转向效果

3）无人机旋翼反作用力与平衡原理

升力产生原理：

• 顺时针旋翼：左上角旋翼需顺时针旋转产生升力

• 逆时针旋翼：右上角旋翼需逆时针旋转产生升力

扭矩平衡：

• 顺时针旋转的旋翼会产生逆时针方向的反作用力

• 逆时针旋转的旋翼会产生顺时针方向的反作用力

• 力偶抵消：对角线上两个旋翼的反作用力相互抵消

• 动态平衡：四个旋翼转速相同时，无人机保持稳定悬停

4）多旋翼冗余设计

• 安全冗余设计：

  • 四旋翼系统：单个旋翼故障会导致不可控自旋

  • 八旋翼系统：可通过关闭对称旋翼实现应急降落

• 行业应用要求：

  • 农用无人机常采用8-12个旋翼增加可靠性

  • 飞行汽车等载人设备需要更高冗余度

5）螺旋桨转向规律

• 典型单旋翼直升机构型：由主旋翼和尾桨组成，主旋翼提供升力，尾桨用于抵消反扭矩，通过改变旋翼桨叶的变距角度来调节升力大小，相比多旋翼无人机，单旋翼构型在机动灵活性方面存在局限

• 尾桨作用：

  • 平衡反扭矩

  • 控制旋转方向

  • 增加转速：机头右转

  • 减小转速：机头左转

• 倾斜盘：桨叶能随倾斜盘姿态倾斜，实现前后左右运动。