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無人機(jī)設(shè)計的下一個進(jìn)化步驟

2512929 2022-11-25 | pdf | 317.72KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

一些人認(rèn)為，無人駕駛飛行器 (UAV) 或更廣為人知的無人駕駛飛機(jī)的商業(yè)意義可能與互聯(lián)網(wǎng)一樣重要。航空攝影和攝像等備受矚目的應(yīng)用在很大程度上已被無人機(jī)普及，具有廣泛的吸引力和相應(yīng)的高銷量。更深奧的用途包括農(nóng)業(yè)管理，預(yù)計它們在醫(yī)療應(yīng)用中的使用會增加。一些人認(rèn)為，無人駕駛飛行器 (UAV) 或更廣為人知的無人駕駛飛機(jī)的商業(yè)意義可能與互聯(lián)網(wǎng)一樣重要。航空攝影和攝像等備受矚目的應(yīng)用在很大程度上已被無人機(jī)普及，具有廣泛的吸引力和相應(yīng)的高銷量。更深奧的用途包括農(nóng)業(yè)管理，預(yù)計它們在醫(yī)療應(yīng)用中的使用會增加。由于公司為企業(yè)提供交鑰匙解決方案，“無人機(jī)即服務(wù)”的概念已經(jīng)出現(xiàn)。圍繞立法的澄清可以說是幫助而不是阻礙了新興行業(yè)，盡管對整體有效載荷有所限制，但它們的優(yōu)勢幾乎是有保證的。亞馬遜和 Facebook 等大型組織正在積極開發(fā)計劃，分別使用無人機(jī)在偏遠(yuǎn)地區(qū)運(yùn)送貨物和連接互聯(lián)網(wǎng)。由于公司為企業(yè)提供交鑰匙解決方案，“無人機(jī)即服務(wù)”的概念已經(jīng)出現(xiàn)。圍繞立法的澄清可以說是幫助而不是阻礙了新興行業(yè)，盡管對整體有效載荷有所限制，但它們的優(yōu)勢幾乎是有保證的。亞馬遜和 Facebook 等大型組織正在積極開發(fā)計劃，分別使用無人機(jī)在偏遠(yuǎn)地區(qū)運(yùn)送貨物和連接互聯(lián)網(wǎng)。這些新興應(yīng)用將越來越依賴自主性，因此，無人機(jī)很可能成為第一種完全融入社會的真正自主車輛。這是一個活躍的研究領(lǐng)域，商業(yè)系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)，例如家庭監(jiān)控?zé)o人機(jī)，它們可以在檢測到移動時自動導(dǎo)航建筑物的周邊，并通過互聯(lián)網(wǎng)將它看到的內(nèi)容傳遞給房主。這些新興應(yīng)用將越來越依賴自主性，因此，無人機(jī)很可能成為第一種完全融入社會的真正自主車輛。這是一個活躍的研究領(lǐng)域，商業(yè)系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)，例如家庭監(jiān)控?zé)o人機(jī)，它們可以在檢測到移動時自動導(dǎo)航建筑物的周邊，并通過互聯(lián)網(wǎng)將它看到的內(nèi)容傳遞給房主。除了無人駕駛，無人機(jī)也不受束縛；包含動力、處理和有效載荷的緊湊型系統(tǒng)。為了真正有用，它們需要穩(wěn)定和高效，即使在危險和多變的天氣條件下也是如此。除了在一次充電后盡可能長時間地運(yùn)行外，它們將不可避免地需要能夠自行?？恳员愠潆?，從而使它們幾乎可以無限期地自主運(yùn)行。這種水平的精確控制和導(dǎo)航正在創(chuàng)造對新技術(shù)的需求，并突出了無人機(jī)開發(fā)的兩個最關(guān)鍵的特性：電機(jī)控制和導(dǎo)航。除了無人駕駛，無人機(jī)也不受束縛；包含動力、處理和有效載荷的緊湊型系統(tǒng)。為了真正有用，它們需要穩(wěn)定和高效，即使在危險和多變的天氣條件下也是如此。除了在一次充電后盡可能長時間地運(yùn)行外，它們將不可避免地需要能夠自行停靠以便充電，從而使它們幾乎可以無限期地自主運(yùn)行。這種水平的精確控制和導(dǎo)航正在創(chuàng)造對新技術(shù)的需求，并突出了無人機(jī)開發(fā)的兩個最關(guān)鍵的特性：電機(jī)控制和導(dǎo)航。電子調(diào)速電子調(diào)速作為一個系統(tǒng)，無人機(jī)可以根據(jù)功能元素進(jìn)行描述，包括飛行控制器、電子速度控制器 (ESC)、電池和有效載荷。相關(guān)的是，ESC 與飛行控制器分開，但仍由飛行控制器管理。這主要是因為它是一個受益于專用解決方案的復(fù)雜功能。作為一個系統(tǒng)，無人機(jī)可以根據(jù)功能元素進(jìn)行描述，包括飛行控制器、電子速度控制器 (ESC)、電池和有效載荷。相關(guān)的是，ESC 與飛行控制器分開，但仍由飛行控制器管理。這主要是因為它是一個受益于專用解決方案的復(fù)雜功能。電調(diào)負(fù)責(zé)控制每臺電機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此通常每臺電機(jī)都有一個專用電調(diào)。為了協(xié)調(diào)它們的操作，所有 ESC 必須能夠直接或通過飛行控制器間接地相互通信；在典型的無人機(jī)中，可能會有四個 ESC 和四個電機(jī)。ESC 已經(jīng)成為一個卓越的領(lǐng)域，通常作為一個完整的子系統(tǒng)呈現(xiàn)，可以輕松集成，并且現(xiàn)在有少量但數(shù)量不斷增加的 ESC 解決方案可用。電調(diào)負(fù)責(zé)控制每臺電機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此通常每臺電機(jī)都有一個專用電調(diào)。為了協(xié)調(diào)它們的操作，所有 ESC 必須能夠直接或通過飛行控制器間接地相互通信；在典型的無人機(jī)中，可能會有四個 ESC 和四個電機(jī)。ESC 已經(jīng)成為一個卓越的領(lǐng)域，通常作為一個完整的子系統(tǒng)呈現(xiàn)，可以輕松集成，并且現(xiàn)在有少量但數(shù)量不斷增加的 ESC 解決方案可用。當(dāng)今無人機(jī)中最受歡迎的電機(jī)形式是無刷直流電機(jī)，這要?dú)w功于其體積小、成本相對較低且經(jīng)久耐用。為了進(jìn)一步降低物料清單，無人機(jī)制造商通常會采用無傳感器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；也就是說，電機(jī)的位置是通過監(jiān)測電機(jī)的狀態(tài)而不是轉(zhuǎn)子的位置來確定的。通過 FOC 算法控制無傳感器 BLDC 電機(jī)非常復(fù)雜，這也是領(lǐng)先的微控制器制造商開始推出交鑰匙解決方案的另一個原因。當(dāng)今無人機(jī)中最受歡迎的電機(jī)形式是無刷直流電機(jī)，這要?dú)w功于其體積小、成本相對較低且經(jīng)久耐用。