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2026年{杜邦注冊(cè)}Top10推薦！近年來(lái)，多旋翼飛行器發(fā)展迅速。不僅僅在航拍領(lǐng)域，多旋翼還在農(nóng)業(yè)植保、電力巡線、地質(zhì)勘探、交通管理、快遞運(yùn)輸?shù)确矫嫱瑯泳哂蟹浅？捎^的發(fā)展前景。不同的行...
近年來(lái)，多旋翼飛行器發(fā)展迅速。不僅僅在航拍領(lǐng)域，多旋翼還在、地質(zhì)勘探交通管理、快遞運(yùn)輸?shù)确矫嫱瑯泳哂蟹浅？捎^的發(fā)展前景。不同的行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景需要采用不同的配置方案，采用不同的電機(jī)電池電調(diào)螺旋槳的組裝方案，多旋翼無(wú)人機(jī)的懸停、抗風(fēng)、載重等性能會(huì)有巨大的差別。因此北航可靠飛行控制研究組開(kāi)發(fā)了一個(gè)無(wú)人機(jī)飛行性能在線評(píng)估的網(wǎng)站。您只需要簡(jiǎn)單地輸入一些基本的飛行環(huán)境參數(shù)和無(wú)人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)部件選型，點(diǎn)擊計(jì)算按鈕，網(wǎng)站將在線計(jì)算出一架多旋翼飛行器的懸停時(shí)間、最大負(fù)載重量和飛行距離等飛行性能。
在多旋翼迅速發(fā)展的同時(shí)，其相應(yīng)的零部件供應(yīng)日益多樣。因?yàn)槎嘈淼妮d重根據(jù)需求各不相同，所以對(duì)應(yīng)的“最優(yōu)”零部件組合包括多旋翼構(gòu)型(四旋翼、六旋翼還是八旋翼)也各不相同。最優(yōu)的零部件組合和多旋翼構(gòu)型可以最大程度地提升多旋翼的續(xù)航時(shí)間。這也是目前最簡(jiǎn)單直接的解決方法。因此，如何合理選擇相應(yīng)零部件和飛行器構(gòu)型來(lái)制作一架滿足需求的多旋翼逐漸成為大家關(guān)注的問(wèn)題。然而，這對(duì)于普通飛行愛(ài)好者甚至中小型飛行器公司飛行器設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，零部件種類繁多，會(huì)給大家造成選擇性障礙。一般大家采用的方法是依靠已有的機(jī)型的經(jīng)驗(yàn)或者通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)的方法。這不僅限制了機(jī)型，而且會(huì)浪費(fèi)大量的人力物力，特別是大型或載人的多旋翼。因此，很有必要解決如下兩個(gè)問(wèn)題：
(1) 根據(jù)給定的配置計(jì)估算一架多旋翼飛行器的懸停時(shí)間、最大負(fù)載重量和飛行距離等飛行性能。
(2) 根據(jù)給定一架多旋翼飛行器的懸停時(shí)間、最大負(fù)載重量和飛行距離等飛行性能給出最佳的配置。
目前，在北航可靠飛行控制研究組的努力下，我們初步解決了第一個(gè)問(wèn)題，建立了上文提到的多旋翼性能評(píng)估網(wǎng)站。與此同時(shí)，我們也在朝解決第二個(gè)問(wèn)題的方向邁進(jìn)。下面，我們將簡(jiǎn)單分享下根據(jù)給定的配置，如何估算一架多旋翼的懸停時(shí)間的，即第一個(gè)問(wèn)題的解決思路。
飛行性能主要由多旋翼的動(dòng)力系統(tǒng)決定。多旋翼的動(dòng)力系統(tǒng)由航模電池、電子調(diào)速器、直流無(wú)刷電機(jī)、螺旋槳四個(gè)部分組成，各部分器件均具有一定的規(guī)格和相應(yīng)的性能，所以該四部分具有相應(yīng)的最佳匹配組合。工程經(jīng)驗(yàn)上的“高KV值電機(jī)配小槳，低KV值配大槳”隱含的就是這個(gè)道理。對(duì)于螺旋槳，主要考慮其尺寸規(guī)格對(duì)其升阻性能的影響。對(duì)于電機(jī)，主要考慮其不同型號(hào)KV值的不同對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，同時(shí)電機(jī)的性能是否優(yōu)越還要取決于其標(biāo)稱空載電流和空載電壓以及電樞內(nèi)阻。對(duì)于電調(diào)，主要考慮其最大限制電流，其內(nèi)阻對(duì)電池電壓將起到一定的降壓作用。對(duì)于電池，主要考慮其總?cè)萘看笮∮绊懚嘈淼睦m(xù)航時(shí)長(zhǎng)及其最大放電倍率限制其放電最大電流。這些動(dòng)力系統(tǒng)部件之間的關(guān)系環(huán)環(huán)相扣，對(duì)最終性能影響十分重要。結(jié)合市面上廠商提供的動(dòng)力系統(tǒng)各部分器件的性能指標(biāo)，設(shè)定各型號(hào)參數(shù)類別，具體參數(shù)見(jiàn)表1。
螺旋槳是直接產(chǎn)生推力的部件，同樣是以追求效率為第一目的。匹配的電機(jī)、電調(diào)和螺旋槳搭配，可以在相同的推力下耗用更少的電量，這樣就能延長(zhǎng)多旋翼的續(xù)航時(shí)間。因此，選擇最優(yōu)的螺旋槳是提高續(xù)航時(shí)間的一條捷徑。螺旋槳是有正反兩種方向的，因?yàn)殡姍C(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，本身會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反扭力，會(huì)導(dǎo)致機(jī)架反向旋轉(zhuǎn)。而通過(guò)一個(gè)電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)、一個(gè)電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，可以互相抵消這種反扭力，相對(duì)應(yīng)的螺旋槳的方向也就相反了。
假設(shè)螺旋槳在一種不能流動(dòng)的介質(zhì)中旋轉(zhuǎn)，那么螺旋槳每轉(zhuǎn)一圈，就會(huì)向前進(jìn)一個(gè)距離，就稱為螺距。顯然，槳葉的角度越大，槳距也越大，角度與旋轉(zhuǎn)平面角度為0，槳距也為0。螺旋槳一般用4個(gè)數(shù)字表示，其中前面2位是螺旋槳的直徑，后面2位是螺旋槳的螺距。比如：1045槳的直徑為10英寸，而螺距為4.5英寸。
如圖1所示，圖1(a)是2葉槳，圖1(b)是3葉槳。有實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于多旋翼，2葉槳的性能最優(yōu)。
多旋翼的電機(jī)主要以無(wú)刷直流電機(jī)為主，將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。無(wú)刷直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)靠電子電路換向，這樣就極大減少了電火花對(duì)遙控?zé)o線電設(shè)備的干擾，也減小了噪音。它一頭固定在機(jī)架力臂的電機(jī)座，一頭固定螺旋槳，通過(guò)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生向下的推力。不同大小、負(fù)載的機(jī)架，需要配合不同規(guī)格、功率的電機(jī)。
一般用4個(gè)數(shù)字表示，其中前面2位是電機(jī)轉(zhuǎn)子的直徑，后面2位是電機(jī)轉(zhuǎn)子的高度。簡(jiǎn)單地說(shuō)，前面2位越大，電機(jī)越肥，后面2位越大，電機(jī)越高。又高又大的電機(jī)，功率就更大，適合做大四軸。比如： 2212電機(jī)表示電機(jī)轉(zhuǎn)子的直徑是22mm, 電機(jī)轉(zhuǎn)子的高度是12mm。
無(wú)刷電機(jī)KV值定義為“ 轉(zhuǎn)速/伏特”，意思為輸入電壓增加1伏特，無(wú)刷電機(jī)空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速增加的轉(zhuǎn)速值。例如：1000KV電機(jī)，外加1V電壓，電機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)每分鐘轉(zhuǎn)1000轉(zhuǎn)，外加2V電壓，電機(jī)空轉(zhuǎn)就2000轉(zhuǎn)了。單從KV值，無(wú)法評(píng)價(jià)電機(jī)的好壞，因?yàn)椴煌琄V值有適用不同尺寸的槳。
在空載試驗(yàn)時(shí)，對(duì)電動(dòng)機(jī)施加標(biāo)稱空載電壓，使其不帶任何負(fù)載空轉(zhuǎn)，定子三相繞組中通過(guò)的電流，稱為標(biāo)稱空載電流。
電機(jī)電樞本身存在內(nèi)阻，雖然該內(nèi)阻很小，但是由于電機(jī)電流很大有時(shí)甚至可以達(dá)到幾十安培，所以該小內(nèi)阻不可忽略。
電調(diào)全稱電子調(diào)速器，英文Electronic Speed Control，簡(jiǎn)稱ESC。飛控板提供的電流無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電機(jī)，它需要通過(guò)電調(diào)最終控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。電調(diào)最基本的功能就是電機(jī)調(diào)速(通過(guò)飛控板給定電壓進(jìn)行調(diào)節(jié))，其次，還可以為遙控接收器上其它通道的舵機(jī)供電。而無(wú)刷電調(diào)多了一個(gè)重要功能，就是充當(dāng)換相器的角色，因?yàn)闊o(wú)刷電機(jī)沒(méi)有電刷進(jìn)行換相(直流電源轉(zhuǎn)化為三相電源供給無(wú)刷電機(jī)，并對(duì)無(wú)刷電機(jī)起調(diào)速作用)，所以需要靠電調(diào)進(jìn)行電子換相。當(dāng)然，電調(diào)還有一些其它輔助功能，如電池保護(hù)，啟動(dòng)保護(hù)、剎車等。電調(diào)的作用就是將多旋翼飛行控制單元的控制信號(hào)快速轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌须妷捍笮『碗娏鞯拇笮?，以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。因?yàn)殡姍C(jī)的電流是很大的，如果沒(méi)有電調(diào)的存在，單靠電池供電是無(wú)法給無(wú)刷直流電機(jī)供電的，同時(shí)飛控板又沒(méi)有這么大的放電功率，所以電調(diào)對(duì)電機(jī)而言是至關(guān)重要的驅(qū)動(dòng)電路。電調(diào)的另一個(gè)作用是為機(jī)載其他電子設(shè)備提供穩(wěn)壓電源。
電調(diào)都會(huì)標(biāo)上多少A，如30A，50A。這是電調(diào)最大允許通過(guò)電流大小，超過(guò)該電流值電調(diào)會(huì)被損壞。同時(shí)，電調(diào)具有相應(yīng)內(nèi)阻，其發(fā)熱功率需要得到注意。有些電調(diào)電流可以達(dá)到幾十安培，發(fā)熱功率是電流的平方的函數(shù)，所以電調(diào)的散熱性能也十分重要，因此大規(guī)格電調(diào)內(nèi)阻一般都比較小。
無(wú)刷電調(diào)最主要的參數(shù)是電調(diào)的功率，通常以安數(shù)A來(lái)表示，如10A、20A、30A。不同電機(jī)需要配備不同安數(shù)的電調(diào)，安數(shù)不足會(huì)導(dǎo)致電調(diào)甚至電機(jī)燒毀。更具體地，無(wú)刷電調(diào)有持續(xù)電流和X秒內(nèi)瞬時(shí)電流兩個(gè)重要參數(shù)，前者表示正常時(shí)的電流，而后者表示X秒內(nèi)的容忍的最大電流。選擇電調(diào)型號(hào)的時(shí)候一定要注意電調(diào)最大電流的大小是否滿足要求，是否留有足夠的安全裕度容量，以避免電調(diào)上面的功率管燒壞。市面上的中型電調(diào)電流規(guī)格大多以整十安培為型號(hào)分類，其中50A電調(diào)，其最大電流可能不到50A，只有45A，這個(gè)時(shí)候如果電流超過(guò)45A可能就會(huì)損壞電調(diào)。所以，一般在選取電調(diào)的時(shí)候會(huì)考慮增加一定的安全裕度。
電調(diào)具有相應(yīng)內(nèi)阻，其發(fā)熱功率需要得到注意。有些電調(diào)電流可以達(dá)到幾十安培，發(fā)熱功率是電流的平方的函數(shù)，所以電調(diào)的散熱性能也十分重要，因此大規(guī)格電調(diào)內(nèi)阻一般都比較小。
電池主要用于提供能量。目前航模最大的問(wèn)題在于續(xù)航時(shí)間不夠，其關(guān)鍵就在于電池容量的大小?，F(xiàn)在可用來(lái)做模型動(dòng)力的電池種類很多，常見(jiàn)的有鋰電池和鎳氫電池，主要源于其優(yōu)良的性能和便宜的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。然而，對(duì)于多旋翼無(wú)人機(jī)而言，電池單位重量的能量載荷很大程度上限制了其飛行時(shí)間和任務(wù)拓展。
電池的基本特征主要有電壓、放電容量、內(nèi)阻大小、放電倍率。航模專用鋰聚合物電池單節(jié)標(biāo)稱電壓一般為3.7V，充滿電可到4.2V，一般為保證總夠電池容量及電壓，可將三節(jié)電池串聯(lián)使用。在實(shí)際過(guò)程中，在電池的放電過(guò)程中，電池容量逐漸減小，并且研究表明在某些區(qū)域，電池剩余容量與電池電流基本呈線性下降關(guān)系。而在電池放電后期，電池容量隨電流的變化可能是急劇下降，所以一般會(huì)設(shè)置航模電池安全電壓，3.4V或者其他，視具體情況而定，確保無(wú)人機(jī)在電池耗完前有足夠的電量返航。另外，不僅在放電過(guò)程中電壓會(huì)下降，而且由于電池本身具有內(nèi)阻，其放電電流越大，自身由于內(nèi)阻導(dǎo)致的壓降就越大，所以輸出的電壓就越小。特別注意，在電池使用過(guò)程中，不能使電池電量完全放完，不然會(huì)對(duì)電池造成電量無(wú)法恢復(fù)的損傷。
鋰電池組包含兩部分：電池和鋰電池保護(hù)線路。在電池組中是把多個(gè)電池串聯(lián)起來(lái)，得到所需要的工作電壓。如果所需要的是更高的容量和更大的電流，那就應(yīng)該把電池并聯(lián)起來(lái)。另外還有一些電池組，把串聯(lián)和并聯(lián)這兩種方法結(jié)合起來(lái)。多旋翼飛機(jī)通常用的是鋰聚合物電池，單節(jié)電壓3.7V，3S1P表示3片鋰聚合物電池的串聯(lián)，電壓是11.1V，其中：S是串聯(lián)，P表示并聯(lián)。又如2S2P電池表示2片鋰聚合物電池的串聯(lián)，然后兩個(gè)這樣的串聯(lián)結(jié)構(gòu)并聯(lián)，總電壓是7.4V，電流是單個(gè)電池的兩倍。它們連接原理圖見(jiàn)圖5。
電池的容量是用毫安時(shí)來(lái)表示的。5000毫安時(shí)的電池表示該電池以5000毫安的電流放電可以持續(xù)一小時(shí)。但是，隨著放電過(guò)程的進(jìn)行，電池的放電能力在下降，其輸出電壓會(huì)緩慢下降，所以導(dǎo)致其剩余容量與放電時(shí)間并非是線性關(guān)系。而在第四章建模時(shí)，我們簡(jiǎn)化模型研究方法，假定電池的剩余容量與放電電流基本呈比例關(guān)系，設(shè)定相關(guān)系數(shù)作修正補(bǔ)償，對(duì)電池容量的建模不考慮其降壓效應(yīng)，將其等效為一個(gè)恒壓源和一個(gè)電阻的串聯(lián)。另外，在實(shí)際多旋翼飛行過(guò)程中，有兩種方式檢測(cè)電池的剩余容量是否滿足飛行安全的要求。一種方式是檢測(cè)電池單節(jié)電壓，這種方式應(yīng)用比較廣泛，可通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)電池電壓，衡量電池剩余電量大小;另一種方式是實(shí)時(shí)檢測(cè)電池輸出電流做積分計(jì)算，這種方法的可實(shí)現(xiàn)性較弱，相應(yīng)傳感器的使用尚未普及。
一般充放電電流的大小常用充放電倍率來(lái)表示，即充放電倍率(C)=充放電電流(A)/額定容量(mAh)
例如：額定容量為100Ah的電池用20A放電時(shí)，其放電倍率為0.2C。電池放電倍率是表示放電快慢的一種量度。所用的容量1小時(shí)放電完畢，稱為1C放電;5小時(shí)放電完畢，則稱為1/5=0.2C放電。容量5000毫安時(shí)的電池最大放電倍率為20C，其最大放電電流為5000mA×20C=100A。電池放電電流不能超過(guò)其最大電流限制，否則可能燒壞電池。電池持續(xù)倍率一般都小于最大倍率，持續(xù)倍率衡量電池持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間放電建議電流大小，防止其長(zhǎng)時(shí)間發(fā)熱損壞電池。因此，在相同容量下，高倍率電池可以輸出更大的電流。鋰聚合物電池一般屬于高倍率電池，可以給多旋翼提供動(dòng)力。
歐姆內(nèi)阻主要是指由電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成，與電池的尺寸、結(jié)構(gòu)、裝配等有關(guān)。
電流通過(guò)電極時(shí)，電極電勢(shì)偏離平衡電極電勢(shì)的現(xiàn)象稱為電極的極化。極化電阻是指電池的正極與負(fù)極在進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)極化所引起的內(nèi)阻。
電池的內(nèi)阻不是常數(shù)，在充放電過(guò)程中隨時(shí)間不斷變化，這是因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)的組成，電解液的濃度和溫度都在不斷的改變。歐姆內(nèi)阻遵守歐姆定律，極化內(nèi)阻隨電流密度增加而增大，但不是線性關(guān)系。常隨電流密度的對(duì)數(shù)增大而線性增加。
不同類型的電池內(nèi)阻不同。相同類型的電池，由于內(nèi)部化學(xué)特性的不一致，內(nèi)阻也不一樣。電池的內(nèi)阻很小，我們一般用毫歐的單位來(lái)定義它。內(nèi)阻是衡量電池性能的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。正常情況下，內(nèi)阻小的電池的大電流放電能力強(qiáng)，內(nèi)阻大的電池放電能力弱。
電池的內(nèi)阻很小，我們一般用微歐或者毫歐的單位來(lái)定義它。在一般的測(cè)量場(chǎng)合，我們要求電池的內(nèi)阻測(cè)量精度誤差必須控制在正負(fù)5%以內(nèi)。這么小的阻值和這么精確的要求必須用專用儀器來(lái)進(jìn)行測(cè)量。
螺旋槳建模的主要任務(wù)為：建立不同型號(hào)的螺旋槳拉力和轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，可以表示如下框圖，其中：環(huán)境參數(shù)相關(guān)(海拔、溫度)將影響空氣密度;螺旋槳的參數(shù)見(jiàn)表1。
螺旋槳轉(zhuǎn)速和螺旋槳轉(zhuǎn)矩作為電機(jī)模型的輸入來(lái)求解電機(jī)等效電壓和等效電流，可以表示如下框圖，其中電機(jī)參數(shù)定義參考表1。
對(duì)于航模電機(jī)，實(shí)際過(guò)程中電池經(jīng)過(guò)電子調(diào)速器(簡(jiǎn)稱電調(diào))進(jìn)行占空比(0~1)調(diào)制后，分三相輸入無(wú)刷電機(jī)三相驅(qū)動(dòng)電路，從而使電樞產(chǎn)生交變磁場(chǎng)?，F(xiàn)在市面上的電子調(diào)速器一般都是無(wú)刷電調(diào)居多，其輸入端是直流電池的正負(fù)極，控制信號(hào)端是一根PWM波信號(hào)線，可輸出占空比可變的三相直流電作為電機(jī)三相電樞的輸入，并且與信號(hào)線并排在一起的紅黑兩條線V小功率穩(wěn)壓直流電的功能，可以為飛控板等其他機(jī)載設(shè)備供電。不同型號(hào)的電調(diào)具備不同的使用規(guī)格，選擇合適功率的電調(diào)至關(guān)重要。既要保證電調(diào)與電機(jī)的匹配性，也要考慮電調(diào)功率是否滿足飛行器最大功率狀態(tài)的要求，同時(shí)也要考慮電調(diào)電流大小、重量和價(jià)格等因素。選擇電調(diào)型號(hào)的時(shí)候一定要注意電調(diào)最大電流的大小是否滿足要求，是否留有足夠的安全裕度容量，以避免電調(diào)上面的功率管燒壞。電調(diào)建模主要利用電機(jī)模型已經(jīng)求得的等效電壓和等效電流，求出電調(diào)占空比、電調(diào)輸入電流、電調(diào)輸入電壓求出。我們可以最終建立以下模型，可以表示如下框圖，其中電機(jī)參數(shù)、電池參數(shù)定義參考表1。
在選配電池方面，肯定是電池容量越大重量越輕越好。區(qū)分不同型號(hào)電池的指標(biāo)主要為重量、容量、放電能力和電壓。電池內(nèi)阻基本均為小量，不足以體現(xiàn)型號(hào)區(qū)分度。電池模型主要建立電池容量與續(xù)航時(shí)間的關(guān)系，并求解電調(diào)輸入電壓。電池建模中，假設(shè)放電過(guò)程中電壓保持不變，根據(jù)電池容量消耗定義，對(duì)電池電流積分獲得消耗容量，電池剩余容量大于最小放電容量，該最小放電容量占總?cè)萘堪俜直瓤勺孕懈鶕?jù)安全裕度設(shè)定，一般可設(shè)為。電池放電電流可以表示如下：
其中一般對(duì)于四旋翼多旋翼電調(diào)的個(gè)數(shù)為四，而對(duì)于六旋翼，電調(diào)的個(gè)數(shù)為六。我們可以求得放電時(shí)間，模型可以表示如下框圖，其中電池參數(shù)定義參考表1。
問(wèn)題：已知?jiǎng)恿ο到y(tǒng)參數(shù)如表1所示，海拔和當(dāng)?shù)販囟?，和給定總重量，求解懸停時(shí)間，油門線性(占空比)，電調(diào)輸入電流，電調(diào)輸入電壓，電池電流，轉(zhuǎn)速，螺旋槳轉(zhuǎn)矩。
求解：以下計(jì)算是基于第三節(jié)的建模。這里假設(shè)旋翼個(gè)數(shù)等于電調(diào)個(gè)數(shù)，也就是一個(gè)電調(diào)控制一個(gè)電機(jī)+螺旋槳。
3)進(jìn)一步根據(jù)已知的電池電壓和求解電機(jī)等效電壓和等效電流，得到電調(diào)的占空比、輸入電流和輸入電壓。
約束1：油門線]之間;一般我們希望，合理的占空比在50%左右，也就是說(shuō)油門在中間的時(shí)候，恰好多旋翼能夠懸停。
這就是初略的懸停時(shí)間的估算流程，具體公式可以關(guān)注北航可靠飛行控制研究組未來(lái)相關(guān)技術(shù)文章。
從以上計(jì)算可以看出，對(duì)于一般的設(shè)計(jì)者，估算還是比較困難。需要找很多相關(guān)數(shù)據(jù)和掌握空氣動(dòng)力和電學(xué)知識(shí)。因此，為了幫助更多的人能夠在設(shè)計(jì)初期對(duì)未來(lái)的多旋翼性能有一定掌握。我們建立了多旋翼性能評(píng)估網(wǎng)站
1)自帶非常全面的數(shù)據(jù)庫(kù)，免去了用戶自己去搜集查找電機(jī)電調(diào)等配件的關(guān)鍵參數(shù)的煩惱。同時(shí)也保留了自定義輸入功能，適合高端用戶精確地輸入配件參數(shù)，得到更貼近實(shí)際飛行的評(píng)估結(jié)果。
2)能同時(shí)輸出多旋翼的懸停狀態(tài)和極限狀態(tài)(滿油門飛行)下的詳細(xì)信息，其中包括懸停時(shí)間、各個(gè)通路的電流大小、電機(jī)轉(zhuǎn)速以及功率和效率等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。利用上述數(shù)據(jù)，用戶可以比較清楚地評(píng)估多旋翼正常懸停和極限飛行時(shí)內(nèi)部電路的電流與能量消耗情況，用于指導(dǎo)多旋翼的設(shè)計(jì)改進(jìn)或者任務(wù)規(guī)劃。
3)輸出多旋翼的整體性能，包括剩余載重量、最大起飛的海拔、平飛速度以及抗風(fēng)等級(jí)等，這些關(guān)鍵指標(biāo)可以方便用戶評(píng)估多旋翼適合使用的場(chǎng)景。
(1) 尋求最佳的配置，即根據(jù)給定一架多旋翼飛行器的懸停時(shí)間、最大負(fù)載重量和飛行距離等飛行性能給出最佳的配置。
(2) 增加動(dòng)態(tài)的飛行指標(biāo)。目前的評(píng)估是圍繞能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，并沒(méi)有從控制角度來(lái)評(píng)估。比如：螺旋槳的慣性太大會(huì)影響控制效果，甚至導(dǎo)致很難設(shè)計(jì)控制器。因此，評(píng)估不僅僅要看靜態(tài)的飛行性能要求，還要看動(dòng)態(tài)的飛行指標(biāo)。我們將用可控度去評(píng)價(jià)一架多旋翼。
多旋翼的動(dòng)力系統(tǒng)是多旋翼能量的來(lái)源，直接關(guān)系到飛行器的懸停時(shí)間、最大負(fù)載重量和飛行距離等重要的指標(biāo)。本章從能量的角度，分析多旋翼的這些性能。總體來(lái)說(shuō)，我們希望避免能量的損失，得到最高的系統(tǒng)效率，電調(diào)、電機(jī)和電池內(nèi)部電阻越小越好。為了提高飛行器的懸停時(shí)間、最大負(fù)載重量和飛行距離，我們希望電池容量越大越好。然而容量越大，重量也就越大。重量越大，反過(guò)來(lái)也會(huì)減少懸停時(shí)間、最大負(fù)載重量和飛行距離。有時(shí)候，設(shè)計(jì)的多旋翼根本飛不起來(lái)，或者飛起來(lái)的時(shí)間很短。本文介紹了動(dòng)力系統(tǒng)、梳理了評(píng)估的大概流程，最后介紹了我們的多旋翼性能評(píng)估網(wǎng)站。通過(guò)該網(wǎng)站，我們可以提前了解設(shè)計(jì)是否滿足要求，節(jié)省人力物力。希望大家在使用過(guò)程中能給我們反饋，希望相關(guān)廠商能夠與我們合作。有了用戶的反饋和精確的數(shù)據(jù)和模型，多旋翼評(píng)估會(huì)越來(lái)越準(zhǔn)確，這將會(huì)節(jié)省大家大量的前期試錯(cuò)成本。
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