基于互聯網的多旋翼無人機技術在應用中的缺點分析

摘要：多旋翼無人機在空氣動力學的結構中是完全不穩定，所以需要一個控制端來其實現穩定飛行，因此，多旋翼無人機完全是一個“電控飛行”系統總成。在其發展的過程中，存在一些缺點比如體量大、電池續航能力弱，控制系統復雜等。

關鍵詞：多旋翼;無人機缺點;發展

1.旋翼無人機飛行控制特點分析

多旋翼無人機屬于飛行控制系統作為小型無人機中的一項重要內容，主要是承擔著相關的采集數據、計算控制、控制航線、任務執行與管理、緊急情況處理、起飛降落等各個方面的工作任務。同時，由于小型無人機飛行控制的體積相對較小，所以所具有的特點是非常明顯的，下面就對具體的內容進行說明。

（1）由于小型無人機的體積相對較小，也要求控制系統中的各個部件體積相對較小，重量相對較輕，功耗相對較低，并且集成度也相對較高，可以盡最大程度上保證數據的準確性，為相關工作的展開，提供數據支持[1]。

（2）對小型無人機飛行控制系統的特性、性能等方面都有著較高的要求，因此需要從不同方面和角度實現其控制系統。

（3）小型無人機在飛行的狀態下，控制系統對飛行狀態、速度等方面進行了控制，以此在最大程度上保證小型無人機飛行的穩定性和安全性。

無人機根據飛行平臺的不同可分為多旋翼無人機，固定翼無人機，直升無人機，和其他類型無人機。固定翼無人機類似于普通民航的客機，其特點是載重量大，續航時間長，而且制作成本低，技術要求少。然而固定翼無人機受場地的局限性很大，無法有效的懸停，因此很難應用于民用無人機領域。直升無人機類似于直升機，受場地影響較少。

2.多旋翼無人機技術瓶頸

機體結構與材料的瓶頸在于多旋翼無人機在進行結構和材料設計都需要強調足夠強的強度與盡可能輕的重量的平衡，為最大程度延長續航時間，多旋翼無人機采用電池供電，對機身重量的要求苛刻，目前常見的多旋翼機體材料有碳纖維材料、玻璃纖維材料和鋁合金材料，其中碳纖維材料的強度與重量比最高。[2]

不過，就碳纖維材料機體來說，由于不同的材料等級、結構設計和加工工藝差異，最初級的工藝是采用成品碳纖維板材和管材切割拼湊組合，最高級的工藝則是最大程度采用特殊的碳絲碳布開模糊制。

大部分多旋翼無人機都采用無刷電機搭配鋰電池作為動力系統。無刷電機效率高、響應時間短，因此可以很好的適應多旋翼這種飛行平臺，但其功耗較大，對電池要求較高。多旋翼無人機目前還處于小型化與微型化發展，其原因主要在于動力系統受到限制[3]。

續航能力的瓶頸在于，目前，鋰電池供電能力還沒有突破性進展，高能量密度的電池還處于研發中。作為近年來無人機中發展最快的分支，多旋翼無人機以其簡單緊湊的結構、靈巧多變的行動能力、極強的機動性和較高的操控性能，在現代軍事作戰和偵查任務中擔任了至關重要的角色。

可以有效懸停，并且載荷和航程也比較好，然而直升無人機具有結構性的缺陷，故障頻發，而無人機又無法像載人直升機一樣有專業人員進行有效控制，導致它十分脆弱，難以操縱。無人機遙感系統在民用市場也得到廣泛應用，消費級無人機大量普及，并在大型、集會型活動中輔助安防工作;浮空器遙感系統以政府牽頭研發為主，民用方面承擔大型賽事、博覽會的全天候監控工作，軍用方面則主要進行長期邊境監控;以光學成像衛星為主的遙感衛星系統在政策支持下加快了商業化腳步，軍民融合的天基遙感系統推動了遙感數據的商業化普及，在國民生活的各個領域發揮重要作用。

多旋翼無人機不僅可以自由懸停，而且成本也不高，可以實現有效控制。然而，最大的缺點是其載荷小，續航時間多，使用普通的鋰電池通常一次充滿電耗費一小時時間僅能滿足半小時的飛行任務，這是最大的短板。根據以上的綜合論述，得出了以下結論：

（1）小型無人機的體積相對較小，重量也相對較輕 ，基于此本文對小型無人機飛行控制特點的相關內容，展開了較為詳細的分析和闡述，這樣可以有針對性的實現小型無人機飛行控制系統的合理分析。

（2）從紅外飛行形態控制、導航控制、通信模塊單元等方面，對小型無人機飛行控制實現的相關內容進行了說明和分析，其目的就是實現小型無人機飛行控制性能，保證小型無人機飛行的穩定性，準確的獲取各項數據和信息，為相關工作的展開提供數據，促使相關行業得到有效的發展。即便如此，綜合以上多方面的因素考慮，多旋翼無人機仍然是目前民用無人機的首選。

參考文獻：

[1]叢書全.未來無人機發展趨勢[J].無人機，2016（1）.

[2]文滋木，周樹道.多旋翼無人機研究現狀與發展趨勢[J].氣象水文裝備，2013（9）.

[3]岳基隆，張慶杰，朱華勇.微小型四旋翼無人機研究進展及關鍵技術淺析[J].電光與控制，2010，10：46-52.

作者簡介：李忠彬（1996.04-），山東交通學院本科學生。指導老師：李光