无人机比赛裁判选拔试题结构与原理.docx

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无人机比赛裁判选拔试题结构与原理

多旋翼无人机结构与原理试题

一、选择题

1、下列哪种方式有可能会提高多轴飞行器的载重   

A.电机功率不变，桨叶直径变大且桨叶总距变大

B.桨叶直径不变，电机功率变小且桨叶总距变小

C.桨叶总距不变，电机功率变大且桨叶直径变大

2、四轴飞行器飞行运动中有   

A.沿3轴移动，绕3轴转动B.绕4个轴转动 C.沿3个轴移动

3、多轴飞行器悬停时的平衡不包括   

A.俯仰平衡 B.方向平衡 C.前飞阻力平衡

4、下面说法正确的是   

A.一般来讲，多轴飞行器反扭力的数值是比较大的

B.多轴飞行器在稳定垂直上升时，所有旋翼总的反扭之和增加

C.多轴飞行器的反扭距通过旋翼两两互相平衡

5、多轴飞行器上的电信号传播顺序一般为   

A.飞控—机载遥控接收机—电机—电调 

B.机载遥控接收机—飞控—电调—电机

C.飞控—电调—机载遥控接收机—电机

6、多轴飞行器控制电机转速的直接设备为   

A.电源 B.电调 C.飞控

7、多轴飞行器的旋翼旋转方向一般为   

A.俯视多轴飞行器顺时针旋翼 B.俯视多轴飞行器逆时针旋翼

C.俯视多轴飞行器两两对应

8、悬停状态下、多轴飞行器单个旋翼形成   

A.正椎体 B.平面 C.倒椎体

9、同一架多轴飞行器，在同样做好动力匹配的前提下   

A.两叶桨的效率高 B.三叶桨的效率高 C.两种桨效率一样高

10、多轴无人机，电调上较细的白红黑3色排线，也叫杜邦线，用来连接   

A.电机  B.机载遥控接收机 C.飞控

11、下面关于多轴旋翼的说法错误的是   

A.本质上讲旋翼是一个能量转换部件，它把电动机传来的旋转动能转换成旋翼拉力

B.旋翼的基本功能是产生拉力   C.旋翼的基本功能是产生前进推力

12、悬停状态的四轴飞行器如何实现向左移动   

A.纵轴右侧的螺旋桨减速，纵轴左侧的螺旋桨加速

B.纵轴右侧的螺旋桨加速，纵轴左侧的螺旋桨减速

C.横轴前侧的螺旋桨加速，横轴后侧的螺旋桨减速

13、某多轴动力电池容量为6000mAh，表示   

A.理论上，以6A电流放电，可放电1小时  B.理论上，以60A电流放电，可放电1小时

C.理论上，以6000A电流放电，可放电1小时

14、多轴飞行器飞行时，使用哪种模式，驾驶员的压力最大   

A.GPS模式 B.增稳模式 C.纯手动模式

15、多轴飞行器常用螺旋桨的剖面形状是   

A.对称型 B.凹凸型 C.S型

16、关于多轴飞行器使用的动力电机KV值描述正确的是   

A.外加1V电压对应的每分钟负载转速  B.外加1V电压对应的每分钟空载转速

C.额定电压值时电机每分钟空转转速

17、多轴飞行器的遥控器一般有   

A.2个通道 B.3个通道 C.4个及以上通道

18、多轴飞行器中的GPS天线应尽量安装在   

A.飞行器顶部B.飞行器中心 C.飞行器尾部

19、电子调速器英文缩写是   

A.BEC B.ESC C.MCS

20、六轴飞行器安装有   

A.6个顺时针旋转螺旋桨B.3个顺时针旋转螺旋桨，3个逆时针旋转螺旋桨

C.4个顺时针旋转螺旋桨，2个逆时针旋转螺旋桨

21、多轴飞行器使用的动力电池一般为   

A.聚合物锂电池 B.铅酸电池 C.银锌电池

22、关于多轴飞行器机桨与电机匹配描述正确的是   

A.大螺旋桨要用低KV电机 B.大螺旋桨要用高KV电机C.小螺旋桨要用低KV电机

23、4轴飞行器，改变航向时   

A.相邻的2个桨加速，另2个桨减速B.相对的2个桨加速，另2个桨减速

C.4个桨均加速

24、一般锂聚合物电池上都有2组线，1组是输出线（粗、红黑各1根）；1组是单节锂电池引出线（细、与S数有关），用以监视平衡充电时的单片电压，下面说法正确的是  

A.6s电池有5根红色引出线，1根黑色引出线 B.6S电池有7根引出线

C.6S电池有6根引出线

25、关于部分多轴飞行器，机臂上反角设计描述正确的是   

A.提高稳定性B.提高机动性 C.减少电力损耗

26、多轴飞行器动力系统主要使用   

A.无刷电机    B.有刷电机    C.四冲程发动机

27、6轴飞行器某个电机发生故障时，对应做出类似停止工作的电机应是_____电机

A.俯视顺时针方向下一个    B.对角    C.俯视逆时针方向下一个

28、多轴飞行器使用的电调一般为   

A．双向电调  B.有刷电调    C.无刷电调

29、多轴飞行器的飞控指的是   

A．机载导航飞控系统  B.机载遥控接收机  C.机载任务系统

30、多轴飞行器动力电池充电尽量选用   

A．便携充电器    B.  快速充电器  C.  平衡充电器

31、多轴飞行器每个“轴”上，一般连接   

A．1个电调，1个电机    B.  2个电调，1个电机  C.  1个电调，2个电机

32、电调上最粗的红线和黑线用来连接   

A．动力电池    B.  电动机    C.  机载遥控接收机

33、描述一个多轴无人机地面遥控发射机是“日本手”，是指   

A.右手上下动作控制油门或高度    

B.左手上下动作控制油门或高度

C.左手左右动作控制油门或高度

34、描述一个多轴无人机地面遥控发射机是“美国手”，是指  

A.    右手上下动作控制油门或高度    B.左手上下动作控制油门或高度

C.    左手左右动作控制油门或高度

35、多轴飞行器飞控计算机的功能不包括   

A．稳定飞行器姿态    B.  接收地面控制信号  C.  导航

36、某多轴电调上标有“30A”字样，意思是指   

A．电调所能承受的最大瞬间电流是30安培

B．电调所能承受的稳定工作电流是30安培

C．电调所能承受的最小工作电流是30安培

37、无刷电机与有刷电机的区别有   

A．无刷电机效率较高  B.  有刷电机效率较高  C.  两类电机效率差不多

38、某多轴电机标有2208字样，意思是指   

A．该电机最大承受22V电压，最小承受8V电压

B．该电机转子高度为22毫米

C．该电机转子直径为22毫米

39、某多轴电机标有500KV字样，意义是指  

A．对应每V电压，电机提供500000转转速    B.电机最大耐压500KV

C.    对应每V电压，电机提供500转转速

40、悬停状态的六轴飞行器如何实现向前移动  

A.纵轴右侧的螺旋桨减速，纵轴左侧的螺旋桨加速

B.横轴前侧的螺旋桨减速，横轴后侧的螺旋桨加速

C.横轴前侧的螺旋桨加速，横轴后侧的螺旋桨减速

41、多轴飞行器飞控板上一般会安装   

A．1个角速率陀螺    B.  3个角速率陀螺  C.  6个角速率陀螺

42、某多轴螺旋桨长381毫米，螺距127毫米，那么他的型号可表述为   

A．3812    B.  15×5    C.  38×12

43、某螺旋桨是正桨，是指   

A．从多轴飞行器下方观察，该螺旋桨逆时针旋转

B．从多轴飞行器上方观察，该螺旋桨顺时针旋转

C．从多轴飞行器上方观察，该螺旋桨逆时针旋转

44、同样重量不同类型的动力电池，容量最大的的是   

A．聚合物锂电池  B. 镍镉电池    C.镍氢电池

45、部分多轴飞行器螺旋桨加有外框，其主要作用是   

A．提高螺旋桨效率    B.增加外形的美观  C.防止磕碰提高安全性

46、在升高与下降过程中，无人直升机与多轴飞行器表述正确的是   

A．无人直升机主要改变旋翼总距，多轴飞行器主要改变旋翼转速

B．无人直升机主要改变旋翼转速，多轴飞行器主要改变旋翼总距

C．无人直升机主要改变旋翼转速，多轴飞行器同样改变旋翼转速

47、一架4轴飞行器，在其他任何设备都不更换的前提下，安装了4个大得多的螺旋桨，下面说法不一定正确的是   

A．升力变大    B.转速变慢    C.桨盘载荷变小

48、对于多轴飞行器   

A．旋翼只起升力面的作用

B．旋翼只充当纵横向和航向的操纵面

C．旋翼既是升力面又是纵横向和航向的操纵面

49、多轴飞行器   

A．有自转下滑能力    B.无自转下滑能力  C.有部分自传下滑能力

50、悬停状态的四轴飞行器如何实现向后移动   

A.纵轴右侧的螺旋桨减速，纵轴左侧的螺旋桨加速

B.横轴前侧的螺旋桨减速，横轴后侧的螺旋桨加速

C.横轴前侧的螺旋桨加速，横轴后侧的螺旋桨减速

51、如果多轴飞行器安装的螺旋桨与电动机不匹配，桨尺寸过大，会带来的坏处不包括      

A.电机电流过大，造成损坏    B.电调电流过大，造成损坏    C.飞控电流过大，造成损坏

52、关于多轴飞行器的反扭矩说法不正确的是   

A.单个旋翼的反扭矩会迫使多轴飞行器向旋翼旋转的反方向偏转

B.单个旋翼反扭矩的大小取决于电动机转速

C.多轴飞行器的俯仰运动通过改变各个旋翼的反扭矩来实现

53、多轴飞行器前飞时，单个旋翼   

A.前行桨叶相对气流速度小于后行桨叶相对气流速度

B.前行桨叶相对气流速度大于后行桨叶相对气流速度

C.前行桨叶相对气流速度等于后行桨叶相对气流速度

54、多轴飞行器上的链路天线应尽量_____飞控和GPS天线安装

A.贴合    B.靠近    C.远离

55、关于多轴飞行器定义描述正确的是   

A.具有两个及以上旋翼轴的旋翼航空器    B.具有不少于四个旋翼轴的无人旋翼航空器

C.具有三个及以上旋翼轴的旋翼航空器

56、X模式4轴飞行器，左前方的旋翼一般多为   

A.俯视顺时针旋转  B.俯视逆时针旋转  C.左视逆时针旋转

57、关于多轴飞行器桨与电机匹配描述错误的是   

A.3S电池下，KV900-1000的电机配1060或1047桨

B.3S电池下，KV1200-1400配3寸桨

C.2S电池下，KV1300-1500左右用9050浆

58、以多轴航拍飞行器为例，是否轴数越多载重能力越大   

A.是    B.不是    C.不一定

59、对于多轴航拍飞行器云台说法正确的是   

A.云台保证无人机在云层上飞行的安全    B.云台是航拍设备的增稳和操纵装置

C.云台的效果与传统舵机一样

60、多轴的“轴”指   

A．舵机轴    B.  飞行器运动坐标轴    C.  旋翼轴

二、填空题

1、多轴飞行器使用的电调通常被划分为   （有刷电调和无刷电调）  

2、X模式4轴飞行器从悬停转换到前进，哪两个轴需要加速   （后方两轴）

3、在高海拔地区，多轴飞行器出现较难离地时，最有效的应对措施是   （.减重）

4.多轴飞行器重心过高于或过低于桨平面会   （降低机动性）

5、绕多轴飞行器横轴为   运动  （俯仰运动）    

6、绕多轴飞行器纵轴为   运动（滚转运动）

7、某多轴动力电池标有3S2P字样，代表    （电池组先由3个单体串联，再将串联后的2组并联）

8、某多轴电机转速为3000转，指的是电机    （每分钟3000转）

9、某多轴螺旋桨长254毫米，螺距114毫米，那么他的型号可表述为      （1045）

10、多轴飞行器控制电机转速的直接设备为  （电调）    

11、多轴飞行器，电调和电机一般通过3根单色线连接，如任意调换其中2根与电机的连接顺序，会出现   （该电机反向运转）

12、用遥控器设置电调，需要   （接上电机）  

13、某多轴电机标有3810字样，意思是指   （该电机转子直径为38毫米）

14、多轴飞行器使用的锂聚合物动力电池，其单体标称电压为   （3.7V）

15、多轴飞行器在前飞中必然会产生   角变化。

（俯仰角）

16、多轴飞行器上的链路天线应尽量_____（贴合、靠近、远离）飞控和GPS天线安装。

17、绕多轴飞行器立轴为   （滚转、俯仰、偏航）运动。

18、多轴飞行器的飞控硬件尽量安装在   （飞行器前部、飞行器底部、飞行器中心）

19、多轴飞行时地面人员手里拿的“控”指的是   （地面遥控发射机）

20、某多轴飞行器动力电池标有11.1V，它是   （3）S锂电池。

三、简答题

1、四旋翼无人机的结构形式是什么？

旋翼对称分布在机体的前后、左右四个方向，四个旋翼处于同一高度平面，且四个旋翼的结构和半径都相同，四个电机对称的安装在飞行器的支架端，支架中间空间安放飞行控制计算机和外部设备。

2、据图简述垂直运动/俯仰运动/滚转运动/偏航运动/前后运动/侧向运动原理

（1）垂直运动：

同时增加四个电机的输出功率，旋翼转速增加使得总的拉力增大，当总拉力足以克服整机的重量时，四旋翼飞行器便离地垂直上升；反之，同时减小四个电机的输出功率，四旋翼飞行器则垂直下降，直至平衡落地，实现了沿z轴的垂直运动。

当外界扰动量为零时，在旋翼产生的升力等于飞行器的自重时，飞行器便保持悬停状态。

（2）俯仰运动：

在图（b）中，电机1的转速上升，电机3的转速下降（改变量大小应相等），电机2、电机4的转速保持不变。

由于旋翼1的升力上升，旋翼3的升力下降，产生的不平衡力矩使机身绕y轴旋转，同理，当电机1的转速下降，电机3的转速上升，机身便绕y轴向另一个方向旋转，实现飞行器的俯仰运动。

（3）滚转运动：

与图b的原理相同，在图c中，改变电机2和电机4的转速，保持电机1和电机3的转速不变，则可使机身绕x轴旋转（正向和反向），实现飞行器的滚转运动。

（4）偏航运动：

旋翼转动过程中由于空气阻力作用会形成与转动方向相反的反扭矩，为了克服反扭矩影响，可使四个旋翼中的两个正转，两个反转，且对角线上的各个旋翼转动方向相同。

反扭矩的大小与旋翼转速有关，当四个电机转速相同时，四个旋翼产生的反扭矩相互平衡，四旋翼飞行器不发生转动；当四个电机转速不完全相同时，不平衡的反扭矩会引起四旋翼飞行器转动。

在图d中，当电机1和电机3的转速上升，电机2和电机4的转速下降时，旋翼1和旋翼3对机身的反扭矩大于旋翼2和旋翼4对机身的反扭矩，机身便在富余反扭矩的作用下绕z轴转动，实现飞行器的偏航运动，转向与电机1、电机3的转向相反。

（5）前后运动：

要想实现飞行器在水平面内前后、左右的运动，必须在水平面内对飞行器施加一定的力。

在图e中，增加电机3转速，使拉力增大，相应减小电机1转速，使拉力减小，同时保持其它两个电机转速不变，反扭矩仍然要保持平衡。

按图b的理论，飞行器首先发生一定程度的倾斜，从而使旋翼拉力产生水平分量，因此可以实现飞行器的前飞运动。

向后飞行与向前飞行正好相反。

（在图b图c中，飞行器在产生俯仰、翻滚运动的同时也会产生沿x、y轴的水平运动。

） 

（6）倾向运动：

在图f中，由于结构对称，所以倾向飞行的工作原理与前后运动完全一样。

3、什么是飞控？

飞控有什么用途？

飞控子系统是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务和返场回收等整个飞行过程的核心系统，飞控对于无人机相当于驾驶员对于有人机的作用，是无人机最核心的技术之一。

飞控一般包括传感器、机载计算机和伺服作动设备三大部分，实现的功能主要有无人机姿态稳定和控制、无人机任务设备管理和应急控制三大类。

如果没有飞控板，四轴飞行器就会因为安装、外界干扰、零件之间的不一致等原因形成飞行力量不平衡，后果就是左右、上下的胡乱翻滚，根本无法飞行，飞控板的作用就是通过飞控板上的陀螺仪，对四轴飞行状态进行快速调整，如发现右边力量大，向左倾斜，那么就减弱右边电流输出，电机变慢，升力变小，自然就不再向左倾斜。

4、为什么需要电调？

电调的作用就是将飞控板的控制信号，转变为电流的大小，以控制电机的转速。

因为电机的电流是很大的，通常每个电机正常工作时，电流较大，如果没有电调的存在，飞控板根本无法承受这样大的电流（另外也没驱动无刷电机的功能）。

同时电调在四轴当中还充当了电压变化器的作用，将11.1v的电压变为5v为飞控板和遥控器供电。

5、什么是正反桨，为什么需要它？

（以四轴飞行器为例）

四轴飞行为了抵消螺旋桨的自旋，相隔的桨旋转方向是不一样的，所以需要正反桨。

正反桨的风都向下吹。

适合顺时针旋转的叫正桨、适合逆时针旋转的是反桨。

安装的时候，无论正反桨，有字的一面是向上的（桨叶圆润的一面要和电机旋转方向一致）。