无人机组装与调试 课件 项目1任务7 多旋翼无人机飞行测试与故障检测

多旋翼无人机飞行测试与故障检测任务七经过前面多个子系统的组装与调试，我们已经完成了一架多旋翼无人机整机组装与调试工作，但是在产品正式交付前需要对无人机进行飞行测试与故障检测。测试的主要目的是验证无人机的稳定性与操控性是否满足交付性能要求，本任务需要我们按照测试步骤与要求逐步逐项完成。进行测试任务时，需要小组组长根据飞行测试要求，安排组内成员对已经组装调试好的无人机，按照飞行前检查、室内测试、室外测试及故障检测的步骤进行，确保产品交付前能够满足客户要求。任务导入知识目标技能目标素养目标学习目标1.掌握飞行测试的内容与步骤；2.了解飞行测试前检查的项目与要求；3.了解飞行测试常见故障原因与解决方法。1.能够完成飞行前测试准备；2.能够完成飞行测试参数调整；3.能够完成飞行测试数据记录与整理。1.通过任务驱动小组配合，提升团队合作精神；2.通过环境检查与应急预案制定，培养遵纪守法与安全操作的职业操守；3.通过任务强化提升训练，培养自主学习的探究精神。任务分析多旋翼无人机飞行测试与故障检测，需要我们首先掌握飞行测试的内容与流程，按照步骤完成多系统检测，根据飞行测试反馈对参数进行动态调整。最终通过飞行前检查、室内测试、室外测试以及故障检测等环节完成多旋翼无人机的飞行测试与故障检测。飞行测试基础知识多旋翼无人机飞行测试飞行测试常见故障原因与解决方法PART01PART02PART03目录01PartOne飞行测试基础知识无人机飞行测试是无人机完成组装调试后交付客户前的必要环节，通过飞行测试与调整可以使无人机达到最优状态。飞行测试目的常见飞行测试流程室内安全检查室外测试环境选择室外测试应急措施准备室外飞行稳定性测试其他飞行性能测试飞行前状态检查飞行参数调整测试数据记录整理无人机操控员在实施飞行测试计划前，应当做好无人机飞行测试时的应急处理预案。飞行测试应急处理措施无人机飞行测试应急处理措施是指无人机飞行测试过程中，突然发生直接或间接危及安全时，进行的紧急处理措施。02PartTwo多旋翼无人机飞行测试检查机身是否有裂纹，飞行平台部件是否连接紧固。检查机臂与电机安装座安装位置是否正确，螺钉是否紧固。检查脚架是否连接紧固，脚架三通有无松动或损坏。检查电池仓安装是否正确，螺钉是否紧固。检查中心板安装是否正确，螺钉是否紧固。12345室内安全检查飞行平台检查检查电池是否有鼓包、漏液和破损现象，线缆是否完好；检查电池电量是否充足，电芯之间压差是否在合理范围内；检查电池安装位置是否合理，是否安装紧固。电池检查检查螺旋桨位置与转向是否正确，安装是否紧固；检查螺旋桨是否完整，有无裂缝和破损。螺旋桨检查检查电机安装是否紧固，螺钉有无松动；检查电机是否存在卡顿；检查电机轴是否弯曲变形；电机检查检查电调外观、线缆和插头否完好；检查电调与分电板、电机、接收机各个接口之间连接是否紧固，焊接部分是否存在虚焊；无人机通电，检查电调提示音是否正常。电调检查室内安全检查动力系统检查飞行测试前，进行动力系统室内检查时如发现螺旋桨有裂缝和破损现象时，应该怎样做，为什么？思考提问随堂互动通电后，检查接收机与遥控器指示灯是否正常。4检查接收机天线是否固定，螺旋桨转动时是否会对其造成损坏。2检查遥控器设置是否正确，电量是否充足，各档位是否处在正确位置，各摇杆微调是否归零。3检查接收机安装是否紧固，连线是否正确。1室内安全检查通讯系统检查检查安装位置是否远离电机、电调、云台等设备，是否远离大电流供电线、分电线路板等容易产生电磁干扰的部件，是否远离具有大功率辐射能力的无线电收发设备；检查支架安装位置是否正确与紧固，箭头与飞行器机头方向是否一致。GPS模块检查检查蜂鸣器安装位置是否正确，安装是否紧固。蜂鸣器检查检查主控模块安装位置是否合理，附近有无供电导线、电机和云台等设备，是否安装减震板，安装方向是否合理，箭头指向是否与机头方向一致；检查各组件接线是否正确，插头是否松动或接触不良。主控模块检查检查电流计安装是否正确，连接是否紧固。电流计检查室内安全检查飞控系统检查多旋翼无人机在进行室外飞行测试前，需要首先进行飞行测试区域选择。选择时应避免在人口与植被稠密、空间狭小、电磁干扰强烈等环境。同时，应提前了解当地法律法规，确认飞行区域不在禁飞区、限飞区等区域。避免在大风、潮湿、雨雪、极寒、酷热等极端天气环境下进行测试。室外飞行测试测试环境通过小组讨论的形式，分析极端天气和环境下进行无人机飞行会产生哪些影响?小组讨论随堂互动无人机飞行测试时应做好应急处理措施预案。当出现异常情况时，需保持冷静，观察无人机状态，根据预案及时做出判断和决策。室外飞行测试室外测试应急预案室外飞行测试室外测试飞行前检查室外测试飞行前检查主要包括室外测试飞行前检查主要包括检查磁罗盘航向角是否正确检查机架类型是否选择正确确认飞行模式为定高模式检查遥控器所有通道反馈是否正常检查飞行器外观检查遥控器电池与无人机电池电量是否充足检查地平仪反馈是否正常检查接收卫星数量是满足要求室外飞行测试飞行稳定性测试飞行稳定性测试是为了测试无人机悬停时保持姿态稳定的能力。一般测试流程为先起飞无人机，在一定高度保持悬停后不进行遥控器操控动作。此时，观察无人机飞行姿态，有无抖动与漂移，记录悬停精度数据，根据数据与测试时无人机状态再对飞控参数进行调整。手动PID调参手动调参是通过飞行测试不断调整飞控参数，直至参数满足最优飞行状态，此方法操作难度较大。自动调参自动调参一般是通过飞行测试飞控自行进行参数调整，至参数满足最优飞行状态，此方法相对简单便捷。飞控参数调整与测试方法一般可分为手动PID调参和自动调参两种。室外飞行测试飞控参数调整与测试PID含义：P（比例控制）：控制飞控修正补偿频率。P越高飞控在更小的倾斜角度开始修正，同时增加修正次数。P较大时会产生持续抖动。I（积分控制）：控制飞控修正补偿的强度。改变飞控修正到位的速度快慢，I值越高修正速度越快。D（微分控制）：控制飞控修正补偿的幅度。通过改变飞控修正的角度大小实现，P值减少会产生抖动，一定程度降低无人机响应速度，但是能够增加姿态稳定性。知识拓展随堂互动需要测试无人机前、后、左、右与偏航这几个基础飞行动作。飞行动作测试稳定性续航时间抗风能力耐高温高速飞行性能测试室外飞行测试其他飞行性能测试耐低温飞行状态追溯根据飞行记录表信息，可进行飞行情况分析，进而合理优化飞行参数。飞行情况分析可根据飞行器飞行数据，进行飞行器性能平衡与把控。飞行器性能分析飞行测试后数据记录与整理可根据飞行记录表记录信息，对往期飞行状态进行查看。飞行测试后数据记录与整理的重要性飞行测试后数据记录与整理飞行测试后数据记录与整理表序号项目概况1天气晴朗，气温25℃2风力2级风3地面站版本1.3.774固件版本V3.6.125飞行参数

6稳定性无人机定高模式、留待模式无人机悬停状态稳定。7飞行操控性滚转、俯仰、偏航、油门控制良好；定高模式、留待模式控制正常。8续航时间续航时间14min；（起飞电压16.8V，降落电压14.8V）9电池型号4S、5000mah10遥控器电压起飞电压8.4V，降落电压8.2V。11飞行平台状态机臂、机身、脚架、螺旋桨、航电设备等。03PartThree飞行测试常见故障原因与解决方法解决方法：下载官方发布的固件，避免使用其他途径下载的固件。固件错误飞控指示灯显示故障解决方法：将飞控断电，重新插稳。SD卡未插紧飞控中央的指示灯如果显示红色，原因及解决方法如下：解决方法：可在地面站中的飞行数据菜单查看报错信息，根据报错内容进行参数修正。此外，加速度计和磁罗盘未校准，也会显示故障。飞控无法解锁0102解决方法：在地面站“遥控器校准”界面检查油门、方向舵通道与遥控器通道动作情况是否一致，若不一致说明通道反向，需要在地面站“遥控器校准”界面或遥控器中设置反相，随后重新进行校准。03由于室内GPS信号弱，当无人机飞行模式为定点或者留待模式时，飞控需要搜索到GPS信号才能解锁。解决方法：在室内测试解锁时，需要将飞行模式切换为自稳或定高等无需GPS参与定位的飞行模式。04解决方法：无人机可以设置是否需要安全开关，如果设置了安全开关功能，遥控器解锁前须先解锁安全开关，等待安全开关指示灯由红色闪烁变为红灯常亮后才可解锁遥控器。05解决方法：油门摇杆最低，同时方向通道摇杆最右保持三秒才能完成解锁飞控。当遥控器摇杆未校准，会导致飞控无法解锁。此时，需要通过地面站中的遥控器校准，使飞控识别到遥控器各通道最大行程量。飞控无法解锁的常

见原因及解决方法飞控故障通道设置反向室内测试解锁时未选择正确的飞行模式未解锁安全开关遥控器摇杆未校准解锁后，若某个电机在推升油门后才开始转动，说明与该电机相连的电调未进行油门行程校准，需要对该电调进行油门行程量校准。解锁后电机启转不同步通电后电机发出滴滴响声，表示电调的工作频率与飞控的输出信号频率不一致。此时需要进行电调油门校准。若无法校准电调，可能由于遥控器的油门通道输出值过高，导致电调无法识别遥控器油门行程量，进而产生滴滴响报警声。解决方法：微调油门，降低油门最低值，然后重新校准遥控器，最后通电进行电调油门校准。电机发出滴滴响声电机转向错误、螺旋桨安装位置错误等因素均会导致无人机发生侧翻。解决方法：认真检查电机转向、螺旋桨安装方向。无人机发生侧翻其他常见故障原因与解决方法多旋翼无人机飞行测试与故障检测任务实施任务实施1.检查设备与物料是否齐备，详见《任务实施检查单》；2.观看微课，学习多旋翼无人机飞行测试与故障检测视频。任务准备班级姓名学号组号组长指导教师小组成员姓名：学号：任务分配成员1成员2成员3成员4序号名称型号/材质数量是否齐全1多旋翼无人机碳纤维1架是否2遥控器AT9SPro1台是否3电脑——1台是否4数据线Type-A1根是否52mm内六角螺丝刀——1把是否62.5mm内六角螺丝刀2S1把是否任务操作步骤表序号操作步骤名称1飞行测试前准备2飞行平台检查3动力系统检查4通讯系统检查5飞控系统检查6测试环境检查7室外测试应急预案制定8飞行前检查9飞行稳定性测试10飞控自动调参设置11飞控自动调参12飞控参数手动微调13其他飞行性能测试14飞行测试后数据记录与整理步骤1-6：准备及各系统检查准备及各系统检查步骤2：飞行平台检查检查机臂、电机座、脚架、电池仓、中心板等安装是否正确，螺钉是否紧固。步骤4：通讯系统检查接收机检查：查看接收机指示灯是否为紫色长亮。遥控器检查：打开遥控器查看屏幕是否显示通讯信号。步骤6：测试环境检查观测天气是否为大风、潮湿、雨雪、极寒、酷热等极端天气环境；检查测试地点是否无人、空旷、合法、无电磁干扰。步骤1：飞行测试前准备检查设备与工具是否齐全，电脑是否已安装飞控调参软件。步骤3：动力系统检查检查电机、电调、螺旋浆、电池各项状态是否符合试飞要求。步骤5：飞控系统检查检查飞控、GPS、电流计、蜂鸣器状态是否正常。①测试前应提前选择好起降点和备降点；②测试前应确保周围无其他人员才可起飞；③测试过程中需要时刻关注无人机飞行状态，及时观察无人机状态，尽快做出准确判断并实施迫降。步骤7：室外测试应急预案制定再次检查无人机各部件安装是否正确。将无人机放置在距离操控手15米以外的位置，首先打开遥控器，再接通无人机电源。观察LED指示灯颜色变化，等待无人机自检完成。步骤8：飞行前检查②轻推油门，起飞后保持一米高度进行悬停测试（无风环境，观察无人机是否有明显高度变化或漂移现象，若飞行器状态稳定可进行下一步测试）；④记录悬停和操控飞行数据。①飞行模式设置在定高模式，解锁启动后，查看螺旋桨转向；③分别对横滚、俯仰、偏航、升降通道进行飞行操控，观察飞行器状态是否稳定，飞行轨迹与遥控器动作是否一致。步骤9：飞行稳定性测试③将遥控器第七通道选择为“autotune”，八通道选择为“savetrim”；①设置遥控器七通道触发开关为“SwA”，八通道为“SwB”；②然后打开地面站软件，点击“连接飞控”，进入“配置调试”界面后点击“扩展调参选项”；⑤截屏保存PID参数设置界面（如果自动调参后参数不合适，方便改回原参数）；步骤10：飞控自动调参设置⑥点击“初始设置”→点击“遥控器校准”→重新校准遥控器所有操控杆。④点击“写入参数”；步骤11：飞控自动调参序号步骤内容1无人机通电，等待飞控自检完成（绿灯慢闪）；2切换遥控器模式开关至“定高模式”，然后拨动“SwA”开关，关闭自动调参功能（一般设置拨杆开关推到最上为关闭状态）；3使用遥控器解锁飞控完成起飞，将无人机悬停至安全高度（约2米位置）；4拨动“SwA”开关，打开自动调参功能，无人机开始自动调参。整个过程持续约15分钟左右，观察无人机在横滚、俯仰、偏航方向上的摆动情况。当无人机不再摆动时，自动调参完成；5在定高模式下控制无人机降落，无人机飞控加锁，参数将自动保存；6连接地面站软件→点击“配置调试”→点击“扩展调参”，查看PID参数并记录目前的参数数据。7点击“配置调试”→点击“扩展调参”→设置关闭七通道。⑥点击“配置调试”→点击“扩展调参”→设置关闭八通道。⑤将遥控器微调开关全部归零；②使用遥控器解锁起飞，将无人机悬停在安全高度（大约2米位置）；①切换遥控器模式开关至“定高模式”，然后拨动“SwB”开关，关闭自动微调功能（一般设置拨杆开关推到最上为关闭状态）；步骤12：飞控参数手动微调③拨动“SwB”开关，打开自动微调功能，观察无人机飞行姿态。当无人机产生漂移时，使用遥控器微调开关，调整至飞行器再出现前后左右方向平移；④控制无人机降落，在动微调功能状态下，对无人机手动上锁，微调参数将自动保存；010203040506无人机解锁起飞后，分别测试无人机前进、后退、左平移、右平移、转向等基础飞行动作与高速飞行稳定性、续航时间、抗风能力等性能数据。步骤13：其他飞行性能测试步骤14：飞行测试后数据记录与整理序号项目情况1天气2风力3地面站版本4固件版本5飞控PID参数6稳定性7飞行操控性8续航时间9电池型号10遥控器电压11飞行平台状态

在了解飞行测试基础知识、学习多旋翼无人机飞行测试室内安全检查、室外飞行测试、飞行测试后数据记录与整理的理论知识，掌握飞行测试常见故障原因与解决方法的基础上。检查设备与物料是否齐备，检查各部件外观是否有损坏，并填写《任务实施检查单》。观看微课，学习多旋翼无人机飞行测试与故障检测视频，并严格按照无人机飞行测试与故障检测实训任务操作步骤进行无人机飞行测试与故障检测，测试完成后，对飞行测试数据进行记录和整理。实训练习任务实施评价序号实施流程操作内容要点是否完成1飞行测试前准备检查飞行测试设备、配件是否齐全，电脑是否已经安装飞控调参软件。是否2飞行平台检查检查机臂、电机安装座、脚架、电池仓、中心板安装是否正确，螺钉是否紧固。是否3动力系统检查检查电机、电调、螺旋浆、电池各项状态是否符合试飞要求。是否4通讯系统检查检查接收机指示灯闪烁是否为为红灯长亮；检查遥控器屏幕是否显示通讯信号。是否5飞控系统检查检查飞控、GPS、电流计、蜂鸣器、接收机状态是否正常。是否6测试环境检查观测气象条件是否为大风、潮湿、雨雪、极寒、酷热等极端状况；检查测试地点是否无人、空旷、合法、无电磁干扰。是否7室外测试安全措施准备起降点与备降点是否选已经选取完毕。是否8飞行前检查将无人机放置在距离操控手15米以外，先打开遥控器，再给无人机通电，观察LED灯，无人机自检完成。是否9飞行稳定性测试起飞后保持悬停，观察悬停稳定性，无人机有无抖动，测试各个舵面的反应，记录数据。是否10飞控自动调参设置完成进行自动调参设置。是否11飞控自动调参使用飞控自动调参功能将无人机调整至姿态稳定。是否12飞控参数手动微调使用手动微调，通过遥控器微调