多旋翼飞行器设计与控制（三）:机架设计

Nr旋翼飞行器，机架半径与旋翼最大半径Rmax存在如下关系（θ表示轴间夹角） 实验表明，当桨与桨之间的距离从一个桨半径到0.1个桨半径变化时，气流对于飞行器整体性能的影响很小，因此，为了使飞行器尽量紧凑，比如可令：

在设计时，需要将重心设计到多旋翼的中心轴上 在前飞时，诱导的来流会产生平行于桨盘平面的阻力。 如果多旋翼重心在桨盘平面下方，那么阻力形成的力矩会促使多旋翼俯仰角转向0度方向。 如果多旋翼重心在桨盘平面上方，那么阻力形成的力矩会促使多旋翼俯仰角朝发散方向发展，直至翻转。 因此在多旋翼前飞时，重心在桨盘平面下方会使前飞运动稳定。 当阵风吹来,诱导的来流会产生平行于桨盘平面的阻力。 如果多旋翼重心在下，那么阻力形成的力矩会促使多旋翼俯仰角朝发散的方向发展，直至翻转。 如果多旋翼重心在上，那么阻力形成的力矩会促使多旋翼俯仰角朝0度方向发展。 因此当多旋翼受到外界风干扰时，重心在桨盘平面上方可以抑制扰动。 从上面2点我们可以看出，无论重心在桨盘平面上方或下方，都不能使多旋翼稳定，需要通过反馈控制将多旋翼平衡，然而如果重心在桨盘平面很靠上的位置，会使多旋翼某个运动模态很不稳定，因此，实际中建议将重心配置在飞行器桨盘平面中心，或根据需求可以稍微靠下。这样控制器控制起来更容易些。

理想位置应在多旋翼中心。若自驾仪离飞行器中心较远，由于存在离心加速度和切向加速度，将会引起加速度计的测量误差，即“杆臂效应”。