2025年多旋翼无人机竞赛(理论)考试题库(含答案)

2025年多旋翼无人机竞赛(理论)考试题库(含答案)一、单项选择题（每题2分，共40分）1.多旋翼无人机实现俯仰运动的关键是：A.前后两组电机转速差B.左右两组电机转速差C.所有电机同步加速D.尾桨转速调整答案：A2.以下哪种传感器不属于飞控系统核心传感器？A.三轴加速度计B.激光雷达C.三轴陀螺仪D.磁罗盘答案：B3.标称容量为5000mAh、放电倍率25C的锂电池，最大持续放电电流为：A.125AB.50AC.250AD.150A答案：A（计算：5000mAh=5Ah，5Ah×25C=125A）4.根据2024年修订的《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》，真高120米以上空域飞行需提前多久申报？A.1小时B.6小时C.12小时D.24小时答案：D5.视觉避障系统在以下哪种环境中性能会显著下降？A.光线均匀的室内B.纯色墙面走廊C.阳光直射的草地D.有明显纹理的森林答案：B（缺乏特征点导致匹配失败）6.GPS定位中，“差分定位”主要用于解决：A.卫星钟差B.多路径效应C.电离层延迟D.所有上述误差答案：D7.无刷电机KV值表示：A.每伏特电压下的空载转速（转/分钟）B.每安培电流下的扭矩（牛·米）C.电机最大工作温度（℃）D.电机重量与功率比（g/W）答案：A8.遭遇突发风切变时，最合理的应对措施是：A.关闭自动导航，手动保持高度B.加速俯冲脱离风层C.立即切断动力迫降D.增大油门保持空速答案：D（风切变会导致空速骤降，需补偿动力）9.2.4GHz图传与5.8GHz图传相比，主要优势是：A.抗干扰能力更强B.穿透性更好C.带宽更大D.延迟更低答案：B（2.4GHz波长更长，绕射能力强）10.六轴多旋翼的动力冗余设计通常要求：A.任意两轴失效仍可稳定飞行B.任意单轴失效仍可稳定飞行C.所有电机需同步冗余D.电池容量冗余50%以上答案：B11.桨叶的“螺距”指的是：A.桨叶旋转一周前进的理论距离B.桨叶与旋转平面的夹角C.桨叶长度与宽度的比值D.桨叶的最大扭转角度答案：A12.飞控系统的“姿态模式”与“GPS模式”最本质区别是：A.是否依赖磁罗盘B.是否具备定点能力C.是否限制最大速度D.是否允许手动横滚答案：B（GPS模式通过定位实现定点悬停）13.锂电池存储的最佳电量状态是：A.满电（4.2V/节）B.完全放电（2.7V/节）C.50%-60%容量（3.8-3.9V/节）D.80%容量（4.0V/节）答案：C（避免电极材料不可逆损伤）14.以下哪种气象条件最适合多旋翼飞行？A.气温35℃、湿度90%B.气温15℃、风速4m/sC.气温5℃、能见度500米D.气温25℃、雷暴云距离3公里答案：B（风速＜6m/s为安全范围）15.惯性导航系统（INS）的核心误差来源是：A.加速度计零偏B.陀螺仪漂移C.磁罗盘干扰D.气压计精度答案：B（陀螺仪误差随时间累积）16.多旋翼“桨效”的定义是：A.升力与电机功率的比值（N/W）B.桨叶转速与电机转速的比值C.电池能量与飞行时间的比值（Wh/min）D.飞行高度与桨叶直径的比值答案：A17.电子围栏的主要功能是：A.限制最大飞行速度B.防止进入禁飞区域C.优化航线规划D.增强图传信号答案：B18.以下哪种电机故障会导致无人机剧烈自旋？A.单电机停转B.双对角电机功率下降C.相邻两电机转速异常D.所有电机同步降速答案：C（扭矩不平衡导致自旋）19.任务规划中“航点精度”主要受限于：A.飞控计算能力B.GNSS定位精度C.电池容量D.图传延迟答案：B20.多旋翼“悬停效率”最高的桨叶类型是：A.高转速小桨B.低转速大桨C.可变螺距桨D.碳纤维桨答案：B（大桨在低转速下诱导阻力更小）二、多项选择题（每题3分，共45分）1.多旋翼产生升力的主要物理原理包括：A.伯努利效应（上下表面气压差）B.牛顿第三定律（下压气流反作用力）C.附壁效应（气流沿桨叶表面流动）D.科里奥利力（旋转产生的惯性力）答案：AB2.飞控系统的基本组成包括：A.传感器模块B.中央处理单元（CPU）C.执行器驱动电路D.图传发射模块答案：ABC3.以下属于无人机禁飞区的有：A.机场跑道周围5公里范围B.核电站核心区1公里范围C.大型演唱会现场上空D.普通居民小区楼顶答案：ABC4.锂电池使用时需避免的操作有：A.充电电流超过标称C值B.存储温度-10℃C.放电至2.5V/节以下D.长期满电存放答案：ABCD5.提高多旋翼抗风能力的设计措施包括：A.增加电机功率冗余B.采用刚性更强的机臂C.优化桨叶气动外形D.降低飞控响应延迟答案：ABCD6.GNSS定位误差的主要来源包括：A.卫星轨道误差B.用户接收机噪声C.对流层延迟D.地球自转影响答案：ABC7.无刷电机出现“堵转”故障时，可能表现为：A.电机发热异常B.无人机无法离地C.桨叶周期性卡顿D.飞控报“动力不足”答案：ABD8.数据链路的组成包括：A.地面控制站发射机B.无人机接收机C.中继转发设备D.卫星通信模块答案：ABCD9.任务规划需考虑的关键要素有：A.气象条件（风速、降水）B.地形障碍物分布C.电池续航能力D.目标区域电磁环境答案：ABCD10.无人机应急处理的基本原则包括：A.优先保障人员安全B.尽量保持无人机可控C.立即切断所有动力D.按预设程序自动返航答案：ABD三、判断题（每题1分，共15分）1.四旋翼的两组对转桨叶必须采用不同的旋转方向（一组顺时针，一组逆时针）。（）答案：√（抵消反扭矩）2.飞控校准只需进行磁罗盘校准，加速度计可自动补偿。（）答案：×（加速度计和陀螺仪均需校准）3.锂电池过放会导致内部锂离子无法回到负极，永久降低容量。（）答案：√4.视距内飞行（VLOS）是指飞行员肉眼能直接观察到无人机的飞行，无需借助辅助设备。（）答案：√5.激光雷达避障系统在雨雾天气中性能不受影响。（）答案：×（雨滴会反射激光导致误判）6.GPS冷启动需要重新搜索卫星，耗时通常1-3分钟；热启动可直接使用缓存星历，耗时＜30秒。（）答案：√7.电机KV值越高，搭配的桨叶应越短（小直径），以避免超载。（）答案：√（高KV电机转速高，需小桨减少阻力）8.风切变是指短距离内风速或风向的突然变化，可能导致无人机升力骤降。（）答案：√9.5.8GHz图传比2.4GHz更适合城市复杂环境，因为其抗干扰能力更强。（）答案：×（2.4GHz设备更多，5.8GHz干扰较少但穿透性差）10.六旋翼的动力冗余设计允许任意一个电机失效后仍可继续飞行。（）答案：√（剩余五电机可重新分配拉力）四、简答题（每题5分，共50分）1.简述陀螺效应在多旋翼飞行中的具体影响。答案：陀螺效应指高速旋转的桨叶具有保持旋转轴方向的特性。当多旋翼试图改变姿态（如俯仰）时，陀螺效应会产生与操作方向垂直的力矩（进动效应），导致实际姿态变化与预期存在微小偏差。飞控系统需通过传感器实时检测并补偿这种偏差，确保控制精度。2.飞控PID参数中P（比例）、I（积分）、D（微分）分别起什么作用？答案：P参数：根据当前误差大小输出控制量，误差越大，调整力度越强；I参数：消除稳态误差（如持续风力干扰导致的位置偏移），通过累积误差积分值补偿；D参数：预测误差变化趋势，抑制超调（如快速调整时的振荡），提高系统稳定性。3.无人机法规中“适航认证”具体包括哪些技术要求？答案：适航认证需验证：①结构强度（抗冲击、振动）；②动力系统可靠性（电机/电调故障冗余）；③航电系统安全性（飞控失效保护）；④电磁兼容性（避免干扰其他设备）；⑤电子围栏功能（强制禁飞区限制）；⑥数据记录能力（飞行日志存储≥30天）。4.解释GNSS差分定位（DGNSS）的基本原理。答案：差分定位通过在已知精确坐标的基准站部署接收机，计算当前卫星信号的误差（如电离层延迟、卫星钟差），并将误差修正数据通过无线电发送给移动站（无人机）。移动站接收修正数据后，对自身定位结果进行校准，将定位精度从米级提升至亚米级甚至厘米级。五、综合分析题（每题10分，共30分）1.某竞赛任务要求无人机在30m×30m复杂障碍物区域（含树木、架空线缆）内完成定点悬停（精度±0.5m）并投放载荷。请分析需重点考虑的技术要点及解决方案。答案：技术要点：①障碍物检测与规避（需融合视觉+激光雷达，实时构建3D地图）；②高精度定位（需RTK差分定位+视觉SLAM融合，避免GNSS信号遮挡）；③抗风稳定性（增加动力冗余至150%以上，采用自适应PID参数调节）；④投放机构控制（需精准触发，避免气流干扰导致投放偏移）。解决方案：使用多传感器融合导航系统，预先采集区域点云数据建立数字孪生模型，飞行中通过实时避障算法规划安全路径，悬停时启动视觉定位辅助RTK，投放时降低飞行高度至3-5m并关闭前飞速度。2.无人机在飞行中突然出现“动力不足”报警，同时观察到单电机转速异常（其他电机正常）。请分析