新兴产业低空经济飞控算法工程师岗位招聘考试试卷及答案

新兴产业低空经济飞控算法工程师岗位招聘考试试卷及答案一、填空题1.无人机飞控系统中，常用的坐标系包括ENU坐标系和____坐标系。2.PID控制器中，I代表的环节是____。3.无人机姿态解算中，四元数用于表示____到____的旋转关系。4.全球定位系统（GPS）的定位精度通常在____级别（民用）。5.飞控系统中，IMU的中文全称是____。6.用于无人机与地面站通信的常用协议是____。7.四旋翼无人机的升力主要由____产生。8.卡尔曼滤波的核心作用是____系统状态。9.无人机路径规划中，A算法的核心是基于____函数进行节点扩展。10.当无人机出现动力失效时，首要的应急处理策略是____。二、单项选择题1.以下哪种传感器不属于惯性测量单元（IMU）的组成部分？（）A.加速度计B.陀螺仪C.磁力计D.气压计2.PID控制中，若系统存在稳态误差，应主要调节哪个参数？（）A.PB.IC.DD.三者同时调节3.无人机在悬停时，主要受到的力不包括（）A.重力B.升力C.推力D.向心力4.以下哪种控制方法属于线性控制理论？（）A.PID控制B.模糊控制C.神经网络控制D.自适应控制5.MAVLink协议主要用于（）A.传感器数据采集B.飞控与地面站通信C.电机驱动信号传输D.图像数据压缩6.四旋翼无人机的偏航运动主要通过调节哪个参数实现？（）A.旋翼转速差B.总升力大小C.机身倾角D.电池电压7.以下哪种算法不属于路径规划算法？（）A.AB.PIDC.RRTD.Dijkstra8.无人机飞控系统中，“失控保护”功能的主要目的是（）A.提高飞行效率B.防止无人机丢失C.降低能耗D.优化控制精度9.气压计在无人机系统中的主要作用是测量（）A.速度B.高度C.位置D.姿态10.以下哪种故障最可能导致无人机出现“漂移”现象？（）A.GPS信号丢失B.电机堵转C.电池欠压D.遥控器信号干扰三、多项选择题1.无人机飞控系统的核心功能包括（）A.姿态控制B.路径规划C.数据存储D.状态估计2.以下哪些属于无人机常用的定位技术？（）A.GPSB.视觉SLAMC.激光雷达D.气压高度计3.PID控制器中，可能导致系统震荡的原因有（）A.比例系数过大B.积分系数过小C.微分系数过大D.设定值突变4.四旋翼无人机的运动模态包括（）A.俯仰B.横滚C.偏航D.升降5.以下哪些是卡尔曼滤波的基本假设？（）A.系统线性B.噪声为高斯分布C.状态完全可观测D.控制输入无延迟6.影响无人机续航时间的主要因素有（）A.电池容量B.飞行速度C.气动效率D.传感器功耗7.无人机自主避障技术中，常用的环境感知传感器包括（）A.超声波雷达B.毫米波雷达C.单目相机D.IMU8.以下哪些协议可用于飞控与传感器之间的通信？（）A.I2CB.SPIC.CAND.HTTP9.无人机飞控软件中，常用的实时操作系统（RTOS）包括（）A.FreeRTOSB.LinuxC.RT-ThreadD.Windows10.低空经济场景中，无人机的典型应用包括（）A.物流配送B.电力巡检C.农业植保D.载人飞行四、判断题1.无人机的姿态角包括俯仰角、横滚角和航向角。（）2.积分环节的作用是消除系统的动态误差。（）3.四旋翼无人机的四个旋翼转向完全相同。（）4.GPS信号受遮挡时，无人机仍可通过IMU实现长时间精确定位。（）5.状态估计的目的是通过传感器数据计算无人机的当前状态。（）6.微分环节可增强系统对高频干扰的抑制能力。（）7.路径规划是无人机自主飞行的核心环节之一。（）8.MAVLink协议仅支持单向数据传输（飞控到地面站）。（）9.无人机电池电压过低时，应立即执行迫降操作。（）10.LQR控制是一种基于最优控制理论的线性控制方法。（）五、简答题1.简述PID控制器中比例、积分、微分环节的主要作用。2.什么是状态估计？在无人机飞控系统中，状态估计的主要目的是什么？3.列举至少三种常用的无人机路径规划算法，并简述其基本思想。4.简述无人机在自主飞行过程中，可能遇到的主要传感器故障类型及常见的故障处理策略。六、讨论题1.结合低空经济的发展趋势，分析当前无人机飞控算法面临的主要挑战及未来的发展方向。2.在四旋翼无人机的姿态控制中，如何平衡控制精度、响应速度和系统稳定性？请结合你熟悉的控制方法或算法进行阐述。答案一、填空题1.NED2.积分3.机体坐标系；大地坐标系4.米级5.惯性测量单元6.MAVLink7.旋翼旋转8.估计/滤波9.评价（代价）10.开启降落伞/执行迫降程序二、单项选择题1.D2.B3.D4.A5.B6.A7.B8.B9.B10.A三、多项选择题1.ABD2.ABC3.AC4.ABCD5.AB6.ABCD7.ABC8.ABC9.AC10.ABC四、判断题1.√2.×3.×4.×5.√6.×7.√8.×9.√10.√五、简答题1.比例环节（P）：快速响应输入偏差，增大比例系数可提高响应速度，但过大会导致震荡；积分环节（I）：累积偏差并消除稳态误差，积分时间越小，消除误差速度越快，但易引起超调；微分环节（D）：预测偏差变化趋势，抑制系统超调，提高稳定性，但对噪声敏感。三者协同作用，实现动态性能与稳态精度的平衡。2.状态估计是通过传感器测量数据（含噪声）和系统模型，估算无人机无法直接测量的状态量（如速度、姿态）的过程。目的是：①提供精确的状态反馈（如位置、速度），支撑控制算法实现；②融合多传感器数据（如IMU、GPS），弥补单一传感器缺陷；③降低噪声干扰，提高系统鲁棒性，确保飞行安全。3.①A算法：基于启发式函数（代价+预估距离），优先扩展接近目标的节点，效率高，适用于静态环境；②RRT（快速探索随机树）：通过随机采样扩展路径，擅长高维空间和复杂障碍环境，但路径可能非最优；③人工势场法：将目标视为引力源、障碍视为斥力源，通过合力引导路径，实时性好，但易陷入局部极小值。4.主要传感器故障类型：①GPS信号丢失（定位漂移）；②IMU漂移（姿态解算错误）；③视觉传感器遮挡（SLAM失效）。处理策略：①多传感器融合（如GPS+IMU+气压计），故障时切换主传感器；②基于模型的故障检测（如残差分析），触发冗余控制；③紧急模式（如返航、悬停），利用历史数据短时维持稳定。六、讨论题1.主要挑战：①复杂低空环境（如城市高楼、电磁干扰）导致传感器精度下降；②多机协同飞行时的避障与资源分配；③长续航需求下的控制算法能耗优化。未来方向：①深度学习与传统控制结合（如神经网络优化PID参数）；②端侧AI实时处理（嵌入式平台实现复杂环境感知）；③基于数字孪生的仿真测试与算法迭代，提升可靠性。2.平衡策略：①控制方法选择：采用串级PID（内环姿态、外环位置），内环