多旋翼飛行器的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐知到智慧樹章節(jié)測試課后答案2024年秋哈爾濱工業(yè)大學(xué)

多旋翼飛行器的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐知到智慧樹章節(jié)測試課后答案2024年秋哈爾濱工業(yè)大學(xué)第一章單元測試

混搭四旋翼的垂起式固定翼，屬于哪一類無人機(jī)？（）

A:旋翼機(jī)B:混合翼機(jī)C:撲翼機(jī)D:定翼機(jī)

答案:混合翼機(jī)美國的火星無人機(jī)機(jī)智號(hào)，屬于哪一類無人機(jī)？（）

A:常規(guī)布局直升機(jī)B:撲翼機(jī)C:固定翼D:共軸雙槳直升機(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。（）

A:對(duì)B:錯(cuò)

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。（）

A:對(duì)B:錯(cuò)

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

A:無刷電調(diào)B:無刷電機(jī)C:遙控器D:飛控

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？（）

A:左側(cè)/右側(cè)兩對(duì)電機(jī)分別變速B:相鄰兩對(duì)電機(jī)分別變速C:前方/后方兩對(duì)電機(jī)分別變速D:對(duì)角線兩對(duì)電機(jī)分別變速

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？（）

A:相鄰兩對(duì)電機(jī)分別變速B:左側(cè)/右側(cè)兩對(duì)電機(jī)分別變速C:對(duì)角線兩對(duì)電機(jī)分別變速D:前方/后方兩對(duì)電機(jī)分別變速

答案:前方/后方兩對(duì)電機(jī)分別變速無人機(jī)的飛控系統(tǒng)主控芯片通常采用？（）

A:CPUB:MCUC:DSPD:FPGA

答案:MCU飛控系統(tǒng)的控制律是指？（）

A:無人機(jī)的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型B:姿態(tài)和位置傳感器的反饋函數(shù)C:控制量到無人機(jī)執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)量的解算函數(shù)D:將狀態(tài)變量反饋值和期望值誤差收斂到0的函數(shù)

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)無人機(jī)全自主定點(diǎn)懸停飛行的本質(zhì)是？（）

A:姿態(tài)控制飛行B:規(guī)劃路徑飛行C:固定點(diǎn)飛行D:A-B點(diǎn)飛行

答案:A-B點(diǎn)飛行

第二章單元測試

四旋翼飛行器通常采用的是外轉(zhuǎn)子無刷電機(jī)。（）

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:對(duì)課程所使用的STM32F103C8T6單片機(jī)的主頻是？（）

A:48MHzB:96MHzC:168MHzD:72MHz

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？（）

A:0~16B:0~3C:0~8D:0~4

答案:0~3STM32F103C8T6單片機(jī)定時(shí)器初始化中的Period變量表示？（）

A:定時(shí)器計(jì)數(shù)最小值B:定時(shí)器計(jì)數(shù)最大值C:定時(shí)器匹配值D:定時(shí)器周期

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？（）

A:溢出中斷B:更新中斷C:比較匹配中斷D:輸入捕獲中斷

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？（）

A:200HzB:400HzC:333HzD:300Hz

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)行無刷電機(jī)調(diào)速的軟件分辨率為？（）

A:1000B:2000C:1024D:3000

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。（）

A:錯(cuò)B:對(duì)

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？（）

A:11111111111B:10000000000C:10111110000D:01111111111

答案:01111111111使用STM32F103C8T6單片機(jī)和dShot600數(shù)字油門進(jìn)行無刷電機(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？（）

A:11B:22C:10D:33

答案:22

第三章單元測試

MPU6050陀螺儀/加速度計(jì)與MCU的通訊方式為？（）

A:單向串行通訊B:半雙工串行通訊C:全雙工串行通訊D:并行通訊

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？（）

A:6個(gè)8位寄存器中B:1個(gè)16位寄存器中C:12個(gè)8位寄存器中D:2個(gè)16位寄存器中

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？（）

A:讀數(shù)據(jù)B:先寫后讀C:寫數(shù)據(jù)D:先讀后寫

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)？（）

A:Z軸B:X軸C:Y軸D:不表示旋轉(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。（）

A:對(duì)B:錯(cuò)

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)是通過對(duì)陀螺儀數(shù)據(jù)修正并積分迭代出來的。（）

A:錯(cuò)B:對(duì)

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？（）

A:STM32單片機(jī)定時(shí)器周期的一半B:四元數(shù)表示向量長度的一半C:IMU芯片采樣周期的一半D:獲取IMU數(shù)據(jù)周期的一半

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？（）

A:A選項(xiàng)與B選項(xiàng)向量間的旋轉(zhuǎn)（點(diǎn)乘）B:歸一化的三軸加速度計(jì)數(shù)據(jù)C:A選項(xiàng)與B選項(xiàng)向量間的誤差（叉乘）D:方向余弦矩陣在Z軸上的旋轉(zhuǎn)分量

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？（）

A:arctan((2q0q3+2q1q2)/(q0q0+q1q1-q2q2-q3q3))B:arctan((2q2q3+2q0q1)/(-2q1q1-2q2q2+1))C:arcsin(-2q1*q3+2q0q2)

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？（）

A:arcsin(-2q1*q3+2q0q2)B:arctan((2q2q3+2q0q1)/(-2q1q1-2q2q2+1))C:arctan((2q0q3+2q1q2)/(q0q0+q1q1-q2q2-q3q3))

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

第四章單元測試

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

A:速度坐標(biāo)系B:大地坐標(biāo)系C:飛行器坐標(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。（）

A:錯(cuò)B:對(duì)

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。（）

A:錯(cuò)B:對(duì)

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？（）

A:兩側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化相同B:兩側(cè)電機(jī)升力差等于控制量u(t)C:兩側(cè)電機(jī)升力相同D:兩側(cè)電機(jī)總升力等于控制量u(t)

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？（）

A:兩側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化相同B:兩側(cè)電機(jī)升力相同C:兩側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速相同D:兩側(cè)電機(jī)總升力不變

答案:兩側(cè)電機(jī)總升力不變通過兩側(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)。（）

A:錯(cuò)B:對(duì)

答案:錯(cuò)通過串級(jí)PID系統(tǒng)進(jìn)行姿態(tài)控制，外環(huán)角度環(huán)的輸出是？（）

A:期望角速度B:期望角度C:電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈寬

答案:期望角速度通過串級(jí)PID系統(tǒng)進(jìn)行姿態(tài)控制，內(nèi)環(huán)微分控制變量是？（）

A:當(dāng)前角速度與期望角速度偏差的變化B:當(dāng)前角度與期望角度偏差的變化率C:當(dāng)前角速度與期望角速度偏差的變化率D:當(dāng)前角度與期望角度偏差的變化

答案:當(dāng)前角速度與期望角速度偏差的變化率通過求解PLE方程來設(shè)計(jì)旋翼天平系統(tǒng)的PD控制律，則輸入矩陣B為？（）

A:[0L]B:[0J]C:[0L/J]D:[10]

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)。（）

A:錯(cuò)B:對(duì)

答案:對(duì)

第五章單元測試

分軸疊加控制適用于角度劇烈變化的四旋翼飛行器。（）

A:對(duì)B:錯(cuò)

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)。（）

A:對(duì)B:錯(cuò)

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)？（）

A:電機(jī)布局B:螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向C:電機(jī)布局和螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向

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)脈寬來說，前面永遠(yuǎn)是正號(hào)。（）

A:對(duì)B:錯(cuò)

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。（）

A:對(duì)B:錯(cuò)

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？（）

A:3CCR(0)B:2CCR(0)C:CCR(0)

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。（）

A:錯(cuò)B:對(duì)

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)？（）

A:增大內(nèi)環(huán)KdB:增大內(nèi)環(huán)KpC:增大外環(huán)KiD:增大外環(huán)Kp

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)？（）

A:減小內(nèi)環(huán)KdB:增大內(nèi)環(huán)KpC:減小內(nèi)環(huán)KpD:增大內(nèi)環(huán)Kd

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)？（）

A:增大外環(huán)KpB:減小外環(huán)Kp并增大內(nèi)環(huán)KdC:減小內(nèi)環(huán)KpD:增大內(nèi)環(huán)Kp

答案:減小外環(huán)Kp并增大內(nèi)環(huán)Kd

第六章單元測試

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？（）

A:牛頓第二定律B:動(dòng)量矩守恒定理C:牛頓第三定律D:角動(dòng)量定理

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)？（）

A:x方向的加速度B:重力加速度C:滾轉(zhuǎn)角D:飛行器高度

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)？（）

A:x方向的加速度B:俯仰角C:y方向的加速度D:重力加速度

答案:俯仰角；y方向的加速度；重力加速度若要在室內(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？（）

A:RTKB:GPSC:運(yùn)動(dòng)捕捉相機(jī)D:光流傳感器

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？（）

A:y方向期望速度B:期望偏航角C:期望俯仰角D:期望滾轉(zhuǎn)角

答案:期望滾轉(zhuǎn)角高度控制器的輸出是？（）

A:期望俯仰角B:電機(jī)在高度通道上的疊加脈寬C:期望滾轉(zhuǎn)角D:期望偏航角

答案:電機(jī)在高度通道上的疊加脈寬在四旋翼飛行器的六自由度運(yùn)動(dòng)控制中，偏航控制器的輸入是？（）

A:目標(biāo)點(diǎn)的高度B:飛