无人机之运动状态篇

悬停

悬停状态是四旋无人机具有的一个显著特点。在悬停状态下,四个旋翼具有相等的转速,产生的上升合力正好与自身重力相等,并且因为旋翼转速大小相等,前后端转速方向相反,从而使得飞行器总扭矩为0,使得飞行器静止在空中,实现悬停状态。

垂直运动

垂直运动是五种运动状态中较为简单的一种,在保证四旋翼无人机每个旋转速度大小相等的情况下,同时对每个旋翼增加或减小大小相等的转速,便可实现飞行器的垂直运动。

当同时增加四个旋翼转速时,使得旋翼产生的总升力大小超过四旋翼无人机的重力时,四旋翼无人机便会垂直上升;反之,当同时减小旋翼转速时,使得每个旋翼产生的总升力小于自身重力时,四旋翼无人机便会垂直下降,从而实现四旋翼无人机的垂直升降控制。

滚动运动

滚动运动是在保持四旋翼无人机前后端旋翼转速不变的情况下,通过改变左右端的旋翼转速,使得左右旋翼之间形成一定得升力差,从而使得沿飞行器机体左右对称轴产生一定得力矩,导致在方向上产生角加速度实现控制的。

俯仰运动

四旋翼飞行器的俯仰运动和滚动运动相似,是在保持机身左右端旋翼转速不变的前提下,通过改变前后端旋翼转速形成前后旋翼升力差,从而在机身前后端对称轴上形成一定得力矩,引起角方向上的角加速度实现控制的。

方向运动

四旋翼的方向运动是通过同时两两控制四个旋翼转速实现控制的。保持前后端或左右端旋翼转速相同时,其便不会发生俯仰或滚动运动。

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