多旋翼飛行器的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐智慧樹知到課后章節(jié)答案2023年下哈爾濱工業(yè)大學(xué)

多旋翼飛行器的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐智慧樹知到課后章節(jié)答案2023年下哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)

第一章測(cè)試

混搭四旋翼的垂起式固定翼，屬于哪一類無(wú)人機(jī)？（）

答案:

混合翼機(jī)

美國(guó)的火星無(wú)人機(jī)機(jī)智號(hào)，屬于哪一類無(wú)人機(jī)？（）

答案:

共軸雙槳直升機(jī)

目前常見的四旋翼飛行器采用X型布局。（）

答案:

對(duì)

目前常見的四旋翼飛行器采用可變槳距操控模式。（）

答案:

錯(cuò)

帶有遙控指令飛行的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，接收機(jī)輸出的信號(hào)被連接至？（）

答案:

飛控

當(dāng)四旋翼飛行器進(jìn)行偏航控制時(shí)，應(yīng)當(dāng)操縱電機(jī)如何變速？（）

答案:

對(duì)角線兩對(duì)電機(jī)分別變速

當(dāng)四旋翼飛行器進(jìn)行前進(jìn)方向的移動(dòng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)操縱電機(jī)如何變速？（）

答案:

前方/后方兩對(duì)電機(jī)分別變速

無(wú)人機(jī)的飛控系統(tǒng)主控芯片通常采用？（）

答案:

MCU

飛控系統(tǒng)的控制律是指？（）

答案:

將狀態(tài)變量反饋值和期望值誤差收斂到0的函數(shù)

無(wú)人機(jī)全自主定點(diǎn)懸停飛行的本質(zhì)是？（）

答案:

A-B點(diǎn)飛行

第二章測(cè)試

四旋翼飛行器通常采用的是外轉(zhuǎn)子無(wú)刷電機(jī)。（）

答案:

對(duì)

課程所使用的STM32F103C8T6單片機(jī)的主頻是？（）

答案:

72MHz

如果STM32F103C8T6單片機(jī)的優(yōu)先級(jí)分組被設(shè)為NVIC_PriorityGroup_2，則強(qiáng)占優(yōu)先級(jí)的設(shè)置范圍是？（）

答案:

0~3

STM32F103C8T6單片機(jī)定時(shí)器初始化中的Period變量表示？（）

答案:

定時(shí)器計(jì)數(shù)最大值

STM32F103C8T6單片機(jī)定時(shí)器的TIM_IT_UPDATE中斷表示？（）

答案:

溢出中斷

使用STM32F103C8T6單片機(jī)，若定時(shí)器重裝載值為9999，預(yù)分頻值為23，則生成的PWM波頻率為？（）

答案:

300Hz

使用STM32F103C8T6單片機(jī)，若定時(shí)器預(yù)分頻值為23，則生成PWM進(jìn)行無(wú)刷電機(jī)調(diào)速的軟件分辨率為？（）

答案:

3000

使用PWM脈寬調(diào)速，則電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈寬與電機(jī)轉(zhuǎn)速是線性關(guān)系。（）

答案:

對(duì)

若使用dShot600數(shù)字油門，想要驅(qū)動(dòng)電機(jī)按照一半轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，則前11位幀數(shù)據(jù)值為？（）

答案:

01111111111

使用STM32F103C8T6單片機(jī)和dShot600數(shù)字油門進(jìn)行無(wú)刷電機(jī)調(diào)速，定時(shí)器初始化Period成員變量為29，預(yù)分頻因子為3，則表示dShot信號(hào)數(shù)位1的PWM匹配脈寬是？（）

答案:

22

第三章測(cè)試

MPU6050陀螺儀/加速度計(jì)與MCU的通訊方式為？（）

答案:

半雙工串行通訊

MPU6050的陀螺儀和加速度計(jì)數(shù)據(jù)存放于？（）

答案:

12個(gè)8位寄存器中

如果要讀取MPU6050的陀螺儀數(shù)據(jù)，則應(yīng)該以下哪個(gè)順序設(shè)定數(shù)據(jù)傳輸方向？（）

答案:

先寫后讀

四元數(shù)中的k虛部表示繞哪個(gè)軸旋轉(zhuǎn)？（）

答案:

X軸

表示坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)的方向余弦矩陣是一個(gè)3x6階的矩陣。（）

答案:

錯(cuò)

Mahony互補(bǔ)濾波算法中，與歐拉角相關(guān)的四元數(shù)是通過(guò)對(duì)陀螺儀數(shù)據(jù)修正并積分迭代出來(lái)的。（）

答案:

對(duì)

Mahony互補(bǔ)濾波算法中，四元數(shù)迭代式中h/2的含義是？（）

答案:

獲取IMU數(shù)據(jù)周期的一半

Mahony互補(bǔ)濾波算法中，用于對(duì)陀螺儀數(shù)據(jù)進(jìn)行修正的物理量是？（）

答案:

A選項(xiàng)與B選項(xiàng)向量間的誤差（叉乘）

Mahony互補(bǔ)濾波算法中，求取的俯仰角pitch值為？（）

答案:

arcsin(-2q1*q3+2q0q2)

Mahony互補(bǔ)濾波算法中，求取的偏航仰角yaw值為？（）

答案:

arctan((2q0q3+2q1q2)/(q0q0+q1q1-q2q2-q3q3))

第四章測(cè)試

多旋翼飛行器的姿態(tài)控制使用下面哪個(gè)坐標(biāo)系？（）

答案:

飛行器坐標(biāo)系

飛行器在俯仰軸控制下，左側(cè)兩個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速相同，右側(cè)兩個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速相同。（）

答案:

錯(cuò)

單自由度雙旋翼天平的控制中，控制量u(t)應(yīng)設(shè)為兩側(cè)旋翼的升力差。（）

答案:

對(duì)

雙旋翼天平系統(tǒng)控制量到電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈寬的解算中，基礎(chǔ)方程建立的依據(jù)是？（）

答案:

兩側(cè)電機(jī)升力差等于控制量u(t)

雙旋翼天平系統(tǒng)控制量到電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈寬的解算中，約束方程建立的依據(jù)是？（）

答案:

兩側(cè)電機(jī)總升力不變

通過(guò)兩側(cè)電機(jī)總升力不變的約束方程求取的電機(jī)控制脈寬，是一個(gè)線性函數(shù)。（）

答案:

錯(cuò)

通過(guò)串級(jí)PID系統(tǒng)進(jìn)行姿態(tài)控制，外環(huán)角度環(huán)的輸出是？（）

答案:

期望角速度

通過(guò)串級(jí)PID系統(tǒng)進(jìn)行姿態(tài)控制，內(nèi)環(huán)微分控制變量是？（）

答案:

當(dāng)前角速度與期望角速度偏差的變化率

通過(guò)求解PLE方程來(lái)設(shè)計(jì)旋翼天平系統(tǒng)的PD控制律，則輸入矩陣B為？（）

答案:

[0L/J]

使用串級(jí)PID控制進(jìn)行旋翼天平的姿態(tài)穩(wěn)定，則外環(huán)的閉環(huán)傳函是一個(gè)2階系統(tǒng)。（）

答案:

對(duì)

第五章測(cè)試

分軸疊加控制適用于角度劇烈變化的四旋翼飛行器。（）

答案:

錯(cuò)

若使用dShot數(shù)字油門調(diào)速，則電機(jī)控制脈寬的分軸疊加式仍然是一個(gè)線性函數(shù)。（）

答案:

對(duì)

使用線性近似控制，分軸疊加后的各電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈寬，每軸控制量前面的符號(hào)與什么有關(guān)？（）

答案:

電機(jī)布局和螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向

定高控制疊加量對(duì)于四旋翼飛行器的四個(gè)驅(qū)動(dòng)脈寬來(lái)說(shuō)，前面永遠(yuǎn)是正號(hào)。（）

答案:

對(duì)

如果使用非線性控制，則電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈寬可直接疊加各通道的控制量。（）

答案:

錯(cuò)

使用三通道疊加控制完成四旋翼飛行器的姿態(tài)控制，則各電機(jī)疊加了三軸控制量后，還要減去？（）

答案:

2CCR(0)

實(shí)際編寫控制律程序時(shí)，為了參數(shù)整定方便，角度和角速度通常采用弧度制。（）

答案:

對(duì)

使用串級(jí)PID進(jìn)行四旋翼飛行器的姿態(tài)控制，若飛行器偏離期望位置較大后久久不能回復(fù)，應(yīng)如何調(diào)整參數(shù)？（）

答案:

增大外環(huán)Kp

使用串級(jí)PID進(jìn)行四旋翼飛行器的姿態(tài)控制，若飛行器在期望位置附近劇烈小幅震蕩，應(yīng)如何調(diào)整參數(shù)？（）

答案:

減小內(nèi)環(huán)Kd

使用串級(jí)PID進(jìn)行四旋翼飛行器的姿態(tài)控制，若飛行器在期望位置處有明顯超調(diào)，應(yīng)如何調(diào)整參數(shù)？（）

答案:

減小外環(huán)Kp并增大內(nèi)環(huán)Kd

第六章測(cè)試

位姿解耦后的四旋翼飛行器運(yùn)動(dòng)學(xué)方程是依據(jù)什么建立的？（）

答案:

牛頓第二定律

四旋翼飛行器在x方向（前-后）的控制與下列哪些物理量有關(guān)？（）

答案:

x方向的加速度;重力加速度;滾轉(zhuǎn)角

四旋翼飛行器在y方向（左-右）的控制與下列哪些物理量有關(guān)？（）

答案:

俯仰角;重力加速度;y方向的加速度

若要在室內(nèi)進(jìn)行四旋翼飛行器的六自由度運(yùn)動(dòng)控制，可使用下面哪些位置傳感器？（）

答案:

運(yùn)動(dòng)捕捉相機(jī);光流傳感器

y方向（左-右）控制器的輸出是？（）

答案:

期望滾轉(zhuǎn)角

高度控制器的輸出是？（）

答案:

電機(jī)在高度通道上的疊加脈寬

在四旋翼飛行器