2025 年大学无人机工程（无人机设计基础）试题及答案

2025年大学无人机工程（无人机设计基础）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.无人机设计中，以下哪种材料常用于减轻机身重量同时保证一定强度？（）A.铝合金B.碳纤维C.钢材D.塑料2.无人机飞行控制系统中，姿态传感器主要用于测量（）。A.高度B.速度C.姿态角D.位置3.无人机机翼的展弦比增大，会使（）。A.诱导阻力增大B.升力系数减小C.巡航效率提高D.机动性增强4.对于多旋翼无人机，其电机的转向通常是通过（）来控制。A.改变电压大小B.改变电流方向C.调整电机绕组D.控制PWM信号5.无人机设计时，续航时间主要取决于（）。A.电池容量B.飞行速度C.机身重量D.螺旋桨尺寸6.无人机起落架设计中，需要考虑的最重要因素是（）。A.美观性B.重量轻C.能承受着陆冲击D.便于收纳7.以下哪种空气动力学原理在无人机机翼设计中应用最广泛？（）A.伯努利原理B.牛顿第三定律C.阿基米德原理D.库仑定律8.无人机飞控系统中的PID控制器，I参数主要影响（）。A.响应速度B.超调量C.稳态误差D.上升时间9.在无人机设计中，为了提高抗风能力，通常会（）。A.增大机翼面积B.降低飞行高度C.增加机身重量D.优化机身外形10.无人机的动力系统效率主要与（）有关。A.电池品牌B.电机转速C.螺旋桨效率D.飞行姿态二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填在括号内）1.无人机设计中，影响飞行稳定性的因素有（）。A.重心位置B.机翼形状C.飞行速度D.螺旋桨数量E.机身颜色2.以下属于无人机导航系统组成部分的有（）。A.GPS模块B.电子罗盘C.气压计D.摄像头E.遥控器3.无人机机翼设计时，需要考虑的性能指标包括（）。A.升力系数B.阻力系数C.展弦比D.后掠角E.前缘缝翼4.多旋翼无人机的飞行姿态改变是通过（）来实现的。A.改变电机转速B.调整螺旋桨桨距C.改变飞行高度D.控制飞行方向E.增减电池电量5.在无人机设计中，减轻重量的方法有（）。A.选用轻质材料B.简化结构设计C.减少设备冗余D.增大机身尺寸E.降低飞行性能要求三、判断题（总共10题，每题2分，请判断对错，在括号内打“√”或“×”）1.无人机设计中，机身越重越有利于飞行稳定性。（）2.飞行控制系统是无人机能够自主飞行的核心部件。（）3.无人机机翼的后掠角越大，高速性能越好。（）4.多旋翼无人机的螺旋桨旋转方向都是相同的。（）5.电池容量越大，无人机的续航时间一定越长。（）6.无人机起落架的减震装置主要是为了美观。（）7.空气密度对无人机的飞行性能没有影响。（）8.PID控制器可以精确消除无人机飞行中的所有误差。（）9.无人机设计时，不需要考虑电磁兼容性。（）10.优化无人机的外形可以降低空气阻力，提高飞行效率。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答问题）1.简述无人机设计中如何提高飞行效率。2.说明多旋翼无人机电机选型需要考虑的因素。3.阐述无人机飞控系统中姿态控制的原理。五、综合分析题（总共2题，每题15分，请结合所学知识进行分析解答）1.假设要设计一款用于农业喷洒的无人机，简述其设计要点和需要考虑的因素。2.现有一款无人机在飞行过程中出现姿态不稳定的情况，请分析可能的原因并提出解决方案。答案1.选择题：-1.B-2.C-3.C-4.D-5.A-6.C-7.A-8.C-9.D-10.C2.多项选择题：-1.ABCD-2.ABC-3.ABCD-4.AB-5.ABC3.判断题：-1.×-2.√-3.√-4.×-5.×-6.×-7.×-8.×-9.×-10.√4.简答题：-1.提高飞行效率可从以下方面着手：优化机翼设计，减小阻力；选用高效动力系统，提高能量转换效率；合理安排设备布局，降低机身重量；优化飞行航线规划，减少不必要飞行路径；提高飞控系统精度，保持最佳飞行姿态。-2.多旋翼无人机电机选型要考虑电机功率，应与无人机整体负载匹配；转速范围要合适，满足不同飞行需求；效率要高，减少能量损耗；尺寸要适配无人机结构空间；重量要轻，利于减轻整机重量；可靠性要好，保障飞行安全。-3.姿态控制原理：飞控系统通过姿态传感器获取无人机当前姿态角信息，与设定值比较得到偏差。利用PID控制器对偏差进行计算，输出控制信号调节电机转速，改变螺旋桨拉力，从而调整无人机姿态，使其趋近设定姿态。5.综合分析题：-1.设计要点及考虑因素：机身结构要简单且坚固，能承受农药设备重量和飞行震动。机翼设计要兼顾升力和稳定性，满足农药喷洒作业低速要求。动力系统要根据负载和作业时间选择合适功率电机及电池，保证续航。喷洒系统要均匀且覆盖范围符合作业需求，喷头布局合理。要考虑农药腐蚀性，选用耐腐蚀材料。还要考虑飞行安全性，配备完善飞控和导航系统。-2.可能原因：姿态传感器故障，无法准确测量姿态；飞控系统参数设置不当，PID参数不合理；电机性能不一致，导致各旋翼拉力