2025年大学无人机工程（无人机工程设计）试题及答案

2025年大学无人机工程（无人机工程设计）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）本卷共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.无人机飞行控制系统中，用于测量无人机姿态的主要传感器是（）A.加速度计B.陀螺仪C.气压计D.GPS模块答案：B2.无人机的动力系统中，哪种电机效率较高且常用于多旋翼无人机（）A.有刷电机B.无刷电机C.步进电机D.直流电机答案：B3.以下哪种材料常用于无人机机身结构，具有重量轻、强度高的特点（）A.铝合金B.不锈钢C.木材D.塑料答案：A4.无人机的飞行高度主要由什么传感器来精确测量（）A.超声波传感器B.激光雷达C.气压计D.摄像头答案：C5.无人机通信链路中，常用的频段是（）A.2.4GHzB.5GHzC.915MHzD.以上都是答案：D6.对于无人机的航线规划，以下哪种算法常用于全局路径规划（）A.A算法B.PID算法C.卡尔曼滤波算法D.神经网络算法答案：A7.无人机的电池容量通常用什么单位来表示（）A.伏特B.安培C.毫安时D.瓦特答案：C8.以下哪种无人机类型具有较好的垂直起降和悬停能力（）A.固定翼无人机B.多旋翼无人机C.直升机无人机D.扑翼无人机答案：B9.无人机的视觉定位系统主要利用什么来实现精确位置确定（）A.图像识别B.激光扫描C.超声波测距D.地磁传感器答案：A10.无人机的飞控系统中，用于控制无人机飞行姿态的算法是（）A.姿态控制算法B.位置控制算法C.轨迹跟踪算法D.避障算法答案：A11.哪种无人机适合用于长距离、长时间的侦察任务（）A.微型无人机B.小型无人机C.中型无人机D.大型无人机答案：D12.无人机的机翼设计中，哪种翼型能提供较好的升力（）A.对称翼型B.非对称翼型C.平板翼型D.三角翼型答案：B13.无人机的导航系统中，用于确定无人机绝对位置的是（）A.惯性导航B.卫星导航C.视觉导航D.组合导航答案：B14.以下哪种设备可用于无人机的地面站控制（）A.手机B.平板电脑C.笔记本电脑D.以上都可以答案：D15.无人机的螺旋桨材质一般采用（）A.碳纤维B.木质C.塑料D.金属答案：A16.对于无人机的避障功能，哪种传感器常用于近距离障碍物检测（）A.毫米波雷达B.激光雷达C.超声波传感器D.摄像头答案：C17.无人机的任务载荷中，用于拍摄高清图像和视频的设备是（）A.摄像头B.红外热成像仪C.激光测距仪D.气体传感器答案：A18.无人机的飞行姿态包括（）A.横滚、俯仰、偏航B.上升、下降、悬停C.前进、后退、转弯D.加速、减速、匀速答案：A19.以下哪种无人机的续航时间相对较长（）A.小型多旋翼无人机B.大型固定翼无人机C.微型无人机D.中型直升机无人机答案：B20.无人机的航点飞行功能是通过什么来实现的（）A.飞控系统B.导航系统C.地面站D.以上都需要答案：D第II卷（非选择题，共60分）（一）填空题（共10分，每空1分）1.无人机飞行控制系统主要由______、______、______等部分组成。答案：传感器、控制器、执行机构2.无人机的动力系统主要包括______和______。答案：电机、电池3.无人机常用的通信方式有______、______等。答案：无线通信、卫星通信4.无人机的机翼面积越大，产生的______越大。答案：升力5.无人机的导航方式主要有______、______、______等。答案：卫星导航、惯性导航、视觉导航（二）简答题（共20分，每题5分）1.简述无人机飞控系统的主要功能。答案：飞控系统主要功能包括姿态稳定与控制，确保无人机在空中保持稳定姿态；位置控制，实现无人机按照预定轨迹飞行；导航功能，引导无人机到达指定地点；数据处理与传输，处理传感器数据并与地面站通信等。2.说明无人机电池的充电注意事项。答案：充电时要使用配套充电器；避免过度充电和过度放电，尽量在电量剩余一定比例时充电；充电环境温度要适宜，避免高温或低温环境；充电过程中不要使用无人机，防止发生危险。3.阐述无人机航线规划需要考虑的因素。答案：需考虑飞行任务目标，如侦察范围、拍摄区域等；地形地貌，避开高山、建筑物等障碍物；气象条件，如风向、风速、天气状况等；飞行安全，预留安全高度和缓冲区；通信覆盖，确保飞行过程中通信稳定。4.解释无人机视觉定位系统的工作原理。答案：视觉定位系统通过摄像头拍摄地面图像，利用图像识别技术识别地面特征点，如标记、纹理等。通过计算图像中特征点的位置变化与无人机姿态的关系，结合已知的地面坐标信息，确定无人机在三维空间中的位置和姿态，实现精确的定位和导航。（三）材料分析题（共15分）阅读以下材料，回答问题。材料：某无人机在执行任务过程中，出现了飞行姿态不稳定的情况。经检查，发现飞控系统中的陀螺仪出现故障。1.陀螺仪在无人机飞控系统中的作用是什么？（5分）答案：陀螺仪用于测量无人机的角速度，为飞控系统提供姿态信息，帮助稳定无人机的飞行姿态，使无人机能够准确地按照预定姿态飞行。2.除了陀螺仪故障，还有哪些原因可能导致无人机飞行姿态不稳定？（5分）答案：可能原因有加速度计故障，无法准确测量加速度；电机故障，导致动力输出不均衡；螺旋桨安装不当或损坏，影响升力和推力平衡；飞控系统参数设置错误等。3.针对飞行姿态不稳定的问题，可以采取哪些解决措施？（5分）答案：更换故障的陀螺仪；检查并校准加速度计；排查电机和螺旋桨问题，修复或更换损坏部件；重新设置飞控系统参数，确保其正确匹配无人机硬件和飞行任务要求。（四）设计题（共10分）设计一款用于农业植保的无人机，要求阐述其主要设计参数和功能特点。答案：设计一款农业植保无人机，其主要设计参数如下：机身采用轻质高强度材料，如碳纤维，减轻重量同时保证结构强度。配备四旋翼结构，便于灵活操控。选用高效的无刷电机，提供稳定动力。电池容量根据作业需求设计，保证足够续航时间。飞行高度可在1-5米之间灵活调整，以适应不同农作物高度。喷洒系统采用高精度喷头，确保农药均匀喷洒。功能特点：具备自主航线规划功能，可根据农田形状和布局自动规划喷洒路径。搭载高精度传感器，实时监测飞行姿态和位置，保证飞行稳定和精准喷洒。配备智能药量控制系统，根据农作物需求精准控制农药喷洒量。可通过地面站远程操控，方便操作人员实时调整无人机作业参数。（五）论述题（共5分）论述无人机技术在未来物流配送领域的应用前景及可能面临的挑战。答案：无人机技术在未来物流配送领域具有广阔应用前景。它能够实现快