无人机拉力测试台-无人机拉力、扭矩、转速测试教学

无人机动力系统

测试实验实训教学课程

 

实验课程3：动力系统基础测试参数测试实验

课程内容：

1. 无人机动力系统基础测试参数解读

2. 无人机动力系统基础参数测试实验

实验器材：

WF-EDU-02无人机动力测试教学仪实验套装

教学目标：

1. 了解无人机动力系统的基础测试参数定义及测试原理；

2. 认识动力测试系统测量参数的各项传感器及位置布局；

3. 掌握动力测试参数的测试测量以及数据观察方法；

一、实验教学原理讲解：

1. 动力系统基本测试参数

    无人机动力系统六项基础测试参数有拉力、扭矩、电流、电压、转速、电机温度，通过动力系统测试台上相对应的传感器直接测得，通过对基础参数的了解，可以掌握无人机动力系统的基本性能，便于对动力系统进行整体匹配。

1.1 拉力

螺旋桨拉力（g）定义：

螺旋桨在空气中旋转产生的升力。螺旋桨拉力产生的原理，需要通过空气动力学相关概念及原理进行阐述。空气动力学原理相对比较复杂，我们可以简单的理解为反作用力。螺旋桨在空气中旋转使桨叶下面的空气速度加快，产生向下的气流，我们可以理解成，螺旋桨推动空气，使空气产生向下的运动，同时空气对螺旋桨产生向上的反作用力，即产生升力（拉力）。

图1.1.2 拉力传感器受力方向图

1.2 扭矩

扭矩定义：

扭矩是螺旋桨在空气中旋转，与空气之间相互作用产生的与螺旋桨旋转方向向反的力矩，称为反扭矩，单位N*m。扭矩代表着螺旋桨旋转产生的空气阻力，而电机驱动螺旋桨旋转所输出的能量就是用于抵消这部分扭矩，所以这里的扭矩既是螺旋桨产生的空气阻力，又是电机的输出扭矩（代表电机的负载）。

测试台测试转速原理:

WF-EDU-02测试台采用换向转速的测量方法，通过采集电调的换向频率来检测电机和螺旋桨的转速，只需要将电调的三根输出线中的任意两根作为采集主板的输入信 ，便可以实时读取电机的转速值。

图1.5 温度传感器示意图

二、实验实训内容

1.实验准备：

实验器材、工具准备；

WF-EDU-02测试台：测试台主体、隔离笼、电源线、数据线；

动力系统：20A电调、3S电池（可采用测试台内部电源替换）、一组电机和螺旋桨：电机型 为2312-KV1000，螺旋桨型 为9450；

其他装配工具：内六角、螺栓、螺旋桨拆装夹。

课程三实验器材及工具准备

图2.2 测试台传感器三维示意图

3.基本参数测试及观察

（1）参照实验课程1和课程2的操实验步骤完成电机与测试台的安装、测试台上电、软件连接以及电调行程校准、电机转向调整与螺旋桨安装，进行安全保护设置，并将测试电压调整为11.4V。

（2）点击测试信息，并在软件测试信息栏中填写测试信息，进行保存。

图2.3.2 测试台实时图标勾选位置示意图

（3）建立点采文件：点击测试台软件右下方的新建点采，软件会自动建立点采集数据文件，并记录第1组当前测试数据。

图2.3.4 高级油门设置及控制示意图

图2.3.6 点采数据文件进行重命名

图2.3.7 最终测试数据

实验小结：

本节课程实验分为两个部分：一是实验原理讲解部分，对动力系统基本测试参数以及动力测试台测试各项参数进行了全面的讲解，通过实验原理讲解部分，可以对测试的基础参数有一个整体全面的了解。二是实验实训部分，通过熟悉各个测试传感器的位置布局，对测试仪器整体有一个清晰的认知；对各个参数进行测试观察与并进行测试记录，掌握动力系统测试数据的数据测试方法。

注：实验课程完毕后，请将实验器具恢复至实验前状态，将实验器材及工具放回到指定位置。