飞行器种类

固定翼

飞机的机翼位置 后掠角等参数固定不变的飞机。由动力装置产生前进的推力或者拉力，这些力产生飞行器前进的速度。由速度诱导出托举起飞行器的升力.
固定翼飞机飞行需要一定的速度，不能垂直起降

民航飞机以及大部分战斗机都属于固定翼
优点： 续航时间最长、飞行效率最高、载荷最大
缺点：起飞必须要助跑，降落的时候必须要滑行

直升机

直升机动力装置带动一个或者两个主旋翼，提供托举起飞行器的升力
单旋翼直升机还需要尾桨来抵消主旋翼产生的反扭力矩

优点： 垂直起降
缺点： 相比于固定翼飞行器续航时间短，机械结构复杂，维护成本高

多旋翼

可以认为是直升机的一种，属于四个或者更多旋翼的直升机。能够垂直起降。
最常见的是四旋翼。
多旋翼机械结构非常简单，只需要将电机直接连接螺旋桨。即可实现动力系统。与传统的直升机相同，都是动力装置带动旋翼，提供托举起飞行器的升力。
不同的是，多旋翼靠改变螺旋桨的速度，从而改变拉力。同时，多旋翼可以相互抵消反扭力矩

一般受力特点：

1. 合成拉力垂直浆盘，也就是机身平面
2. 一般主要受拉力和重力的影响

多旋翼与四旋翼的区别：
旋翼数量的不同，功能都是一样。 都是产生拉力、俯仰力矩、滚转力矩、偏航力矩等。

优点： 垂直起降，机械结构简单，容易维护
缺点： 载重和续航时间都比较短

复合飞行器

无人驾驶飞机与航空模型飞机的区别

无人驾驶飞机

无人驾驶飞机(Unmanned Aerial Vehicle， UAV) 简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。 微小型无人机英文： “Drone”

航空模型飞机

Model Aircraft 简称“航模”， 规定： 航空模型是一种重于空气，有尺寸限制的，带有或不带有发动机的，可遥控的不能载人的航空器

	无人机	航模
操纵方式	可自主驾驶(由机载电脑自动控制，或其他飞行员远程控制)	需遥控操纵
用途	军事/民用特种用途	接近于玩具
组成	复杂，需要地面站	简单，无需地面站

无人机系统由： 机体、动力系统、自驾仪、任务系统、通讯链路系统、地面站组成
航模由： 机体、动力系统、简单的自稳系统、遥控器以及接收系统组成

多旋翼飞机有两种控制方式：
半自主控制方式： 航模范畴
全自主控制方式： 无人机范畴(可以由存储在机体电脑上进行自动飞行，飞控手只需要规划任务即可)

多旋翼的操控和评价

四旋翼的操控

四旋翼一般有两种模式：

这两者原理相似，当时操作方式不一样，X模式始终有两组电机参与速度调整，十字模式一般就是一组参与.

X模式悬停

1，3 螺旋桨逆时针旋转。2，4 螺旋桨顺时针旋转 由牛顿第三定律： 任何一个力都会产生一个与之相反的作用力。 故1，3逆时针旋转会产生顺时针的扭力。 2，4顺时针旋转会产生逆时针的力。若这四个螺旋桨的转速相同。那么就会相互抵消。同时增大转速，飞机的升力增加。同时减少，升力减少。

X模式升降

同时增加四个螺旋桨转速，力矩之和依然为0，但是升力！=重力 上升 或者下降

X模式前后/俯仰

提高2，3相同转速. 减少1，4转速。形成向上的升力，机身尾部会上翘，同时，会产生水平向前的分力。这样机身俯仰了，还会向前运动

但是这里作者说的是，1,4减小的量和2,3增加的量应该一样，但是这里，我认为不是这样
注意：这里机身会先做俯仰运动，然后前后飞行，也就是说这两者是一体的

X模式左右/翻滚

这里也是同理 为什么增加的量要和减小的量一样?提高3，4相同转速. 减少1，2转速。机身左部会上翘，同时，会产生水平向右的分力。这样机身翻滚了，还会向右运动 注意：这里机身会先做翻滚运动，然后左右飞行，也就是说这两者是一体的

X模式偏航运动

因为机身旋转会带来反扭力矩，1，3在同一条杆上，做逆时针运动，这样会产生顺时针的反扭力矩。如果不考虑2，4的影响。那么飞机会进行逆时针的旋转。为了平衡这两个货带来的影响。所以2,4的旋转方向与其相反，这样会产生逆时针的反扭力矩。当这四个的旋转速度一样的时候，就平衡了，机身不会顺时针或者逆时针偏转。现在为了让机身做偏航运动，就要让这两对力的大小不一样。如果要让机身做顺时针运动，那么就要增大1，3的转速。但是，这里PPT说的是还要减小2，4的转速。且2，4的减小量与1，3的增加量一样。 这里没有搞懂 跟上面一样 为什么要让他们的变化量一样

十字模式悬停

与上面X模式一样

十字模式升降

与上面X模式一样

十字模式前后/俯仰

这里与上面的X模式有所不同，这里只需要一组电机进行改变就是了，比如保持2，4转速不变。增大3，减小1，那么飞机会做俯仰运动，同时会向后飞行
注意：这里增大的量必须要与减小的量相同才行，因为要保持这两组扭力矩之和为0不让它做偏航运动

十字模式左右/翻滚

这里与上面的十字模式左右一样，这里只需要一组电机进行改变就是了，比如保持1，3转速不变。增大4，减小2，那么飞机会做俯仰运动，同时会向后飞行
注意： 这里增大的量必须要与减小的量相同才行，因为要保持这两组扭力矩之和为0不让它做偏航运动

十字模式偏航

这里需要使用到两组电机，增大1，3转速，降低2，4转速，转向与电机1、电机3的转向相反。
这里不知道这两个的变化量需要一样吗

四旋翼不能再没有滚转或者俯仰的前提下，向左向右，向前向后移动

注意：对于多旋翼来说，一般来说，桨叶尺寸越大，越难改变角速度，也就是加速度越小
在大载重下，浆叶上下挥舞会导致刚性大的浆很容易折断。

PID控制理论

以上都是理想状态下，实际状态下可能由于电机的不平衡等各种因素，拿悬停举例。很可能起飞之后会侧翻。解决办法是使用遥控器进行实时控制，这样就会形成循环：观察->大脑计算->控制->观察->大脑计算->控制。

而由于人眼不能长时间观察，精确控制四个电机。我们需要一个自动反馈系统替代人操作来完成飞机的自稳定，我们人只需要控制飞机的方向和高度就可以了。这个系统中反馈由姿态传感器替代眼睛，而大脑则由单片机来替代。这时候该PID控制系统出场。

其中： 其中r(t)表示给定输入值，c(t)表示实际输出值，e(t)表示信号偏差量，u(t)表示修正量。

PID控制是最常见，应用最为广泛的自动反馈系统。PID控制器由偏差的比例（P，Proportional）、积分（I，Integral）和微分（D，Derivative）来对被控对象进行控制
。这里的积分或微分，都是偏差对时间的积分或微分。

参考链接：

1. 十字模式与X模式的不一样
2. 闽智学堂
3. 四轴飞行器前后，左右，翻滚，偏航运动原理