无人机植保技术 第2版 课件 2.1农业无人机飞行平台构造

农业无人机飞行平台构造主讲人：赵中营时间：2025CATALOGUE目录动力系统2.1.农业无人机控制系统通讯链路系统导航定位系统3.4.机体结构航线规划5.6.电源管理系统7.农业无人机控制系统PART01实时监测与智能调整地面站系统协同作业农业无人机飞控系统通过陀螺仪、加速度计等传感器实时获取姿态数据，利用复杂算法调整电机转速，确保飞行稳定。飞控系统与GPS、RTK模块协作，实现高精度定位，提升作业效果，支持一键起飞、自动飞行和自主降落，全程无需人工干预。地面站系统作为指挥中心，实时监控无人机飞行状态，规划航线，设置作业参数，必要时进行干预。地面站支持一对多控制，提高作业效率，操作员可全程监控并根据反馈调整作业计划，确保任务高效完成。作业参数精准控制飞控系统根据不同作物和环境，精确控制飞行速度和喷洒流量，确保药剂用量恒定，支持不规则地块测绘和航线规划。飞控系统具备热插拔、宽电压输入、UPS断电记忆功能，多项备份冗余设计，确保安全稳定运行，抗磁干扰能力强。飞控系统功能与优势动力系统PART02010203电调与电机协同工作电动无人机动力系统由桨叶、电调、电机和电池组成，飞控系统控制电调，电调驱动电机转动，电机带动螺旋桨产生升力。电调根据控制信号调节电机转速，确保飞行稳定性和响应速度，电调的电源输出功能可为接收机等设备供电。电池性能与配置锂电池具有工作电压高、能量密度大、自放电小等优点，广泛应用于农业无人机，需多节串联提高电压，满足高功率需求。电池并联可增加电流容量，农业无人机因负载大、工作环境恶劣，需多节电池串并联，确保高电压和大电流供应。电机与螺旋桨适配无刷电机结构简单、重量轻、效率高、噪音低，适合农业无人机，电机需密封处理并具备强大散热能力，适应恶劣工作环境。螺旋桨分为正桨和反桨，通过电机正反转抵消反扭力，电机、电调和螺旋桨需匹配协调，以提高续航时间。电动动力系统组成导航定位系统PART03”RTK技术通过基站与无人机通信，实时纠正位置误差，实现厘米级定位精度，确保精准喷洒和数据采集。RTK技术可实时调整无人机飞行轨迹，适应复杂环境，提高作业灵活性和效率。导航定位系统为农业无人机飞行导航、精准定位和数据采集提供支持，提高植保任务效率和防治效果，实现农田差异化管理。GPS和北斗导航系统通过卫星信号提供三维位置和时间信息，农业无人机利用其接收模块获取导航数据，实现自主飞行。北斗系统提供高精度定位服务，可实现厘米级精度，适用于大面积农田作业，减少农药浪费，提高防治效果。GPS与北斗导航系统导航定位系统作用RTK技术提升定位精度卫星定位系统应用通讯链路系统PART04抗干扰与环境适应性通讯链路采用多重冗余设计和频谱跳变技术，提高抗干扰能力，确保数据传输连续性和可靠性。通讯链路需具备防尘、防水、防腐蚀等性能，适应复杂农田环境，同时采用加密技术保障数据传输安全。无线通讯技术应用农业无人机通讯链路采用Wi-Fi、4G/5G蜂窝网络、LoRa等技术，确保数据和控制指令的双向传输。Wi-Fi适用于近距离通讯，4G/5G网络覆盖广、速率高，LoRa传输距离远、抗干扰能力强，适用于远距离作业。通讯链路系统重要性通讯链路系统是无人机与地面站联系的纽带，其稳定性和可靠性直接影响无人机的飞行安全和作业效率，是农业无人机的关键组成部分。通讯链路技术与特点航线规划PART0503.01.02.地块测绘与数据获取通过无人机或其他设备进行地块测绘，获取边界和地形信息，标记障碍物，为航线规划提供基础数据。高精度RTK技术用于地块测绘和精准施药，确保航线规划的准确性。航线生成与参数设置根据地块测绘数据自动生成覆盖整个地块的航线，设置起飞点、降落点和航点，确保无人机安全起降。预设飞行速度、高度、喷洒流量等参数，根据不同作物和生长阶段调整，确保精准喷洒。动态调整与实时优化航线规划系统根据实时数据和飞行情况动态调整航线和作业参数，适应复杂环境，提高作业灵活性。在作业过程中，无人机可临时改变航线绕过障碍物，或自动返航加药，确保作业连续性和效率。航线规划流程与方法机体结构PART06机架与悬臂设计机架是农业无人机的骨架，采用高强度碳纤维复合材料，设计为H型或X型结构，承载电子设备和动力系统，提高飞行稳定性。悬臂用于安装动力系统，通常采用碳纤维材料，设计为可折叠结构，便于运输和收藏，提高飞行冗余度和稳定性。机体结构的重要性机体结构设计和材料选择对农业无人机的性能和稳定性至关重要，通过优化设计和材料选择，可提高飞行性能和作业效率。起落架与安装平台起落架用于无人机的起飞和降落，采用轻量化设计，具备良好的减震能力和防水防尘结构，适应复杂作业环境。安装平台用于固定电子设备和喷洒系统，采用模块化设计，便于快速更换作业设备，提高维护和升级的便利性。机体结构设计与材料电源管理系统PART07电池与电源管理模块电源管理系统包括锂电池、电源管理模块（PDB）、电池监控和保护电路等，为飞行平台提供稳定电力供应。锂电池具有能量密度高、重量轻等优点，电源管理模块高效分配电能，确保各子系统稳定运行。010203电源管理系统集成智能监控和自动保护功能，如电池健康管理系统、智能电池和高效充电技术，实时监测电池状态。电池监控和保护电路防止电池过充、过放和过热，延长电池使用寿命，高级电池管理系统可实现智能化电池管理。智能监控与保护功能电源管理系统采用冗余设计，如双