多旋翼無人機教案

多旋翼無人機教案

哈爾濱四通技工學(xué)校第三教學(xué)站延壽農(nóng)民工綜合培訓(xùn)學(xué)校課程名稱：多旋翼無人機操作基礎(chǔ)授課教師：張海東第一章無人飛行器概述教學(xué)目標(biāo)：1.了解無人飛行器的發(fā)展簡史2.掌握無人飛行器的優(yōu)缺點3.了解無人飛行器的應(yīng)用領(lǐng)域教學(xué)重點：1.了解無人機的定義2.掌握無人機的應(yīng)用3.了解無人機未來的發(fā)展趨勢教材分析：無人機的概述對于學(xué)員更好地了解無人機至關(guān)重要。教學(xué)方法：講授法授課類型：新課課時：2課時課程內(nèi)容：一、組織教學(xué)二、課前提問三、導(dǎo)入新課四、教學(xué)內(nèi)容：1.1910年，在萊特兄弟所取得的成功的鼓舞下，來自俄亥俄州的年輕軍事工程師查爾斯·科特林建議使用沒有人駕駛的飛行器：用鐘表機械裝置控制飛機，使其在預(yù)定地點拋掉機翼并象炸彈一樣落向敵人。在美國陸軍的支持和資助下，他制成并試驗了幾個模型，取名為“科特林空中魚雷”、“科特林蟲子”。2.二戰(zhàn)期間，美國海軍首先將無人機作為空面武器使用。1944年，美國海軍為了對德國潛艇基地進行打擊，使用了由B-17轟炸機改裝的遙控艦載機。3.上世紀70-90年代及其以后，以色列軍事專家、科學(xué)家和設(shè)計師對無人駕駛技術(shù)裝備的發(fā)展做出了突出貢獻，并使以色列在世界無人駕駛系統(tǒng)的研制和作戰(zhàn)使用領(lǐng)域占有重要地位。4.最著名的是“捕食者”可復(fù)用無人機，世界上最大的無人機——“全球鷹”，“影子-200”低空無人機，“掃描鷹”小型無人機，“火力偵察兵”無人直升機。5.多旋翼無人飛行器理論開創(chuàng)于上世紀10年代，直升機研發(fā)之前。幾家主要飛機生產(chǎn)商開發(fā)出的在多個螺旋槳中搭乘飛行員的機型，開創(chuàng)了多旋翼飛行器的理論。6.2007年以后，裝配高性能壓電陶瓷陀螺儀和角速度傳感器（六軸陀螺儀）的多旋翼無人飛行器開始出現(xiàn)加速發(fā)展。7.伴隨著飛行器技術(shù)的進步，多旋翼無人飛行器使用者會急劇增加。這樣一來，事故和故障也會相應(yīng)增加，甚至?xí)l(fā)展成社會問題。未來不僅是制造商和商店一級，協(xié)會和主管部門面向多旋翼無人飛行器的飛行會和培訓(xùn)班也會增加。2、機架是多旋翼飛行器的骨架，常見的材料有碳纖維、鋁合金等。電機是多旋翼飛行器的動力源，根據(jù)需要選擇不同功率的電機。電調(diào)是控制電機轉(zhuǎn)速的設(shè)備，不同型號的電調(diào)有不同的控制方式。槳葉是產(chǎn)生升力的部件，根據(jù)需要選擇不同大小和材質(zhì)的槳葉。電池是提供飛行器電能的裝置，一般使用鋰電池。遙控器是控制飛行器飛行的設(shè)備，可以通過遙控器控制飛行器的起飛、降落、轉(zhuǎn)向等動作。飛行輔助控制系統(tǒng)包括飛行控制器、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)等，可以提高飛行器的穩(wěn)定性和精度。3、學(xué)習(xí)多旋翼飛行器的構(gòu)造和配件應(yīng)用，對于正確操作和維護飛行器非常重要，也是進一步學(xué)習(xí)無人機技術(shù)的基礎(chǔ)。本文介紹了一種多旋翼無人機系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有精確的航線飛行、自適應(yīng)轉(zhuǎn)彎調(diào)整、遇險自動返航等高級功能，能夠在無人干預(yù)的情況下全自動執(zhí)行飛行任務(wù)，廣泛應(yīng)用于專業(yè)航拍(AP)、遙感測繪、航空探礦、災(zāi)情監(jiān)視、交通巡邏、治安監(jiān)控、森林防火、電力巡線等領(lǐng)域。地面站分為PC地面站、iPad地面站、智能手機地面站，具有人性化界面設(shè)計、谷歌3D地圖視角、工業(yè)級飛行控制算法、實時飛行儀表盤、遇險自動返航/一鍵返航、鍵盤/自定義搖桿飛行控制等功能。課程內(nèi)容主要介紹了多旋翼無人機操作基礎(chǔ)的模擬訓(xùn)練，包括常用模擬器的使用和安裝等。常用模擬器主要有RealFlight、ReflexXTR、Aerofly、鳳凰Phoenix等，其中RealFlight是普及率最高的一款模擬飛行軟件，具有擬真度高、功能齊全、畫面逼真等優(yōu)點。ReflexXTR適合直機的模擬練習(xí)，附帶精選的26個飛行場景，一百多架各個廠家的直升機，一百多架各個廠家的固定翼，60部飛行錄像。AEROFLY象真度較高，適合中高級訓(xùn)練者使用，但價格昂貴，對電腦硬件要求較高。鳳凰模擬器是一款備受歡迎的國產(chǎn)軟件，其效果逼真，場景迷人。以RealFlight7.0為例，模擬器軟件的安裝方法如下：1.打開光盤根目錄下的setup.exe文件（有些情況光盤會自動運行）。2.點擊Runsetup.exe按鈕，出現(xiàn)下拉窗口，點擊Advanced按鈕后開始安裝。3.運行桌面上的RealFlight控制臺，輸入光盤包裝上的序列號。4.輸入序列號后，點擊OK鍵，這時會出現(xiàn)注冊成功，接下來會出現(xiàn)有新版本是否下載更新，請選擇onlineupdate。之后會出現(xiàn)下圖，點運行RealFlight。本課程的教學(xué)目標(biāo)為：1.掌握模擬器的調(diào)試和設(shè)置。2.掌握模擬器練習(xí)的基本操作。重點教學(xué)內(nèi)容為模擬器的基本操作基礎(chǔ)，教材詳細解讀了模擬器的飛行操作。教學(xué)方法采用講授法和模擬演練法，授課類型為新課，課時為四課時。具體教學(xué)內(nèi)容如下：一、組織教學(xué)。二、課前提問。三、導(dǎo)入新課。四、教學(xué)內(nèi)容：1.模擬器的調(diào)試和設(shè)置要根據(jù)通道來設(shè)定，一定要在遙控器設(shè)置的選項里設(shè)置好搖桿的位置，校準中立點，通道的正反向，這樣才能實現(xiàn)對飛機的精準操控。2.運行桌面上的控制臺，運行RealFlightG7.0，出現(xiàn)下面的軟件界面選擇FLY按鈕。3.設(shè)置遙控器，選擇Simulation菜單里的SelectController。4.彈出菜單選擇InterLinkElite。5.選擇彈出對話框里的通道校準Calibrate。會出現(xiàn)下圖，這時搖桿最大范圍來回打方框幾次。最后都放在中位。讓最上面的4個通道都在中間。6.模擬器練習(xí)手法分為美國手、日本手和其他手法，前兩者為主流對象。7.美國手的油門和方向在左邊，副翼和升降在右邊。8.日本手的油門和副翼在右邊，方向和升降在左邊。9.模擬器練習(xí)標(biāo)準。10.模擬器練習(xí)技術(shù)標(biāo)準：關(guān)數(shù)技術(shù)標(biāo)準第1關(guān)對尾懸停第2關(guān)對尾懸停第3關(guān)對尾懸停第4關(guān)對頭懸停第5關(guān)第6關(guān)第7關(guān)段落無意義，刪除）課程后記在教學(xué)過程中，學(xué)生們對遙控器的使用和調(diào)試非常感興趣，他們也很快掌握了相關(guān)知識和技能。在練習(xí)中，我們注重將知識點與操作技巧相結(jié)合，讓學(xué)生們更好地理解和掌握。同時，我們也強調(diào)了鋰電池和充電器的使用和保養(yǎng)，讓學(xué)生們在操作中更加安全和穩(wěn)定。哈爾濱四通技工學(xué)校第三教學(xué)站——延壽農(nóng)民工綜合培訓(xùn)學(xué)校課程名稱：多旋翼無人機操作基礎(chǔ)授課教師:張海東課題第五章實際飛行教學(xué)目標(biāo)1、掌握實際飛行的基本技能2、了解實際飛行中常見的問題及應(yīng)對方法教學(xué)重點實際飛行的基本技能教材分析教材中詳細介紹了實際飛行的基本技能和注意事項。教學(xué)方法講授法、模擬演練法、實際操作。授課類型新課課時八課時課程內(nèi)容一、組織教學(xué)二、課前提問三、導(dǎo)入新課四、教學(xué)內(nèi)容：1、實際飛行前的準備工作：（1）檢查無人機和遙控器的狀態(tài)；（2）選擇適宜的飛行場地；（3）檢查氣象條件；（4）設(shè)置飛行參數(shù)。2、實際飛行的基本技能：（1）起飛和降落；（2）懸停和轉(zhuǎn)向；（3）上升和下降；（4）前進和后退。3、實際飛行中常見問題及應(yīng)對方法：（1）飛行器失控；（2）飛行器遇到障礙物；（3）飛行器出現(xiàn)異常情況。課程后記實際飛行是學(xué)生們最期待的環(huán)節(jié)，他們在教學(xué)過程中表現(xiàn)出極大的熱情和興趣。我們注重讓學(xué)生們在實踐中掌握飛行技能和注意事項，并及時應(yīng)對常見問題。通過實際飛行的訓(xùn)練，學(xué)生們不僅提高了技能水平，也增強了安全意識和應(yīng)急處理能力。1.飛控器的控制模式設(shè)置在設(shè)置飛控器的控制模式時，用戶需要進入LINKAGEMENU頁面，選擇ENDPOINT頁面的第二頁，并將第7通道AUX5中左側(cè)limitpoint值調(diào)為80%。這樣可以確保調(diào)參軟件中的控制模式切換開關(guān)的滑塊指向M。2.鋰聚合物電池介紹鋰聚合物電池是一種化學(xué)性質(zhì)的電池，相對于普通電池來說，具有能量高、小型化、輕量化、放電電流大、單片電池電壓大等優(yōu)點。因此，它是多旋翼飛行器常用的電池之一。3.常用的鋰電池介紹常用的鋰電池有6S10000mah電池、3S5000mah電池、3S2200mah電池和3S5200mah電池等。其中，6S10000mah電池多用于S1000、S800EVO等6軸及以上大型多旋翼飛行器，而3S5000mah電池則多用于風(fēng)火輪F550等4軸中小型多旋翼飛行器。4.鋰聚合物電池的參數(shù)說明鋰聚合物電池的主要參數(shù)有C數(shù)、P數(shù)、S數(shù)等。這些參數(shù)可以影響電池的性能和使用壽命，因此用戶在選購電池時需要注意這些參數(shù)的選擇。5.電池充電器的特性電池充電器有很多特性，比如平衡電壓測量分辨率、節(jié)能環(huán)保的再生放電功能、超快平衡能力、智能電源管理系統(tǒng)等。這些特性可以幫助用戶更好地保護電池，延長電池的使用壽命。6.電池與充電器使用注意事項在使用電池和充電器時，用戶需要注意充電、放電和貯存等方面的問題。比如，不要過度放電電池，不要將電池長時間存放在高溫或低溫環(huán)境中等。這樣可以保證電池和充電器的安全使用。哈爾濱四通技工學(xué)校第三教學(xué)站——延壽農(nóng)民工綜合培訓(xùn)學(xué)校的課程名稱為“多旋翼無人機操作基礎(chǔ)”，由張海東授課。本課程的教學(xué)目標(biāo)包括掌握多旋翼飛行控制系統(tǒng)的核心操作技術(shù)，完成NAZA-M飛行控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試，以及掌握智能方向控制操作技術(shù)。教學(xué)重點是多旋翼飛行控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，教材分析則是學(xué)習(xí)并活用多旋翼飛行控制系統(tǒng)，會進行調(diào)試。授課類型為新課，共六課時。課程的教學(xué)內(nèi)容包括組織教學(xué)、課前提問、導(dǎo)入新課和教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)內(nèi)容方面，首先介紹了多旋翼飛行控制系統(tǒng)是整個飛行系統(tǒng)的核心，其安裝和調(diào)試至關(guān)重要。目前常用的DJI多旋翼飛行控制系統(tǒng)有Naza-M、WooKong-M和A2。其次，介紹了Naza-M“哪吒”是DJI多旋翼新一代輕量級控制平臺，提供了卓越的手感和機動性。第三，講解了智能方向控制的操作技術(shù)，使得飛行器的飛行前向與飛行器機頭朝向沒有關(guān)系。第四，介紹了斷槳保護功能，即在姿態(tài)或GPS姿態(tài)模式下，飛機可以繼續(xù)保持飛行水平姿態(tài)并安全返航。第五，講解了失控保護功能，在GPS信號良好的情況下，自動觸發(fā)自動返航安全著陸功能。第六和第七則分別介紹了NAZA-M和WKM飛行控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試。課程后記的內(nèi)容是“多旋翼無人機操作基礎(chǔ)”課程的另一個教學(xué)目標(biāo)，即掌握ZenmuseH3-3D安裝調(diào)試和熟練操作云臺控制器與飛控系統(tǒng)連接。教學(xué)重點是多旋翼飛行器云臺安裝與調(diào)試，教材分析則詳細介紹了云臺從安裝到連接到調(diào)試的過程。本課程將采用教學(xué)方法講授法和模擬演練法，課時為四個小時。課程內(nèi)容包括組織教學(xué)、課前提問、導(dǎo)入新課和教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)內(nèi)容方面，我們將重點介紹航拍中相機云臺系統(tǒng)的安裝和調(diào)試。航拍中需要從高空拍攝出穩(wěn)定流暢的素材，因此相機云臺系統(tǒng)是必不可少的。以Phantom2為例，我們將詳細介紹如何安裝和調(diào)試H3-3D云臺系統(tǒng)。該云臺系統(tǒng)在機械結(jié)構(gòu)上內(nèi)部走線，避免線材纏繞，內(nèi)置獨立慣性測量單元（IMU）精確控制云臺姿態(tài)，集成云臺專用伺服驅(qū)動模塊等。在安裝云臺到Phantom2時，需要將減震裝置上板的減震球套進減震裝置下板的四個孔中，并確保所有的減震球安裝牢固。然后將云臺防脫落件盤推入云臺防脫落扣中的合適