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《无人机操控技术》教学设计
课题
5.2室内姿态控制训练
授课时间
6课时
教学
目标
知识目标：了解无人机姿态控制原理。
能力目标：通过学习，培养学生进行无人机姿态控制的能力。
素养目标：通过训练培养学生工匠精神、安全意识。
重点
无人机姿态控制
难点
掌握无人机姿态控制的精度
教学内容
教学过程
一、导入（5分钟）
情境
导入
掌握了飞前准备相关项目，掌握了无人机起降、升降、定高悬停等相关操作，决定正式开始无人机的室内姿态控制训练
二、课堂实施（225分钟）
新知
学习
【新知学习一】无人机姿态控制原理
固定翼飞机有三个基本飞行姿态，分别是横滚（roll）、俯仰（pitch）、偏航（yaw），对应到多旋翼无人机也有三个基本飞行姿态横滚（roll）、俯仰（pitch）和偏航（yaw），分别对应多旋翼无人机的左移右移，前进后退以及左旋右旋。下面以十字形四旋翼无人机为例，分析多旋翼无人机如何实现三个基本飞行姿态的控制。通过控制各个电机的转速实现对电机姿态的控制。
任务
实施
偏航控制训练
1.偏航控制操作
无人机在对尾方向下起飞，并上升至1.5米高度悬停3秒。然后遥控器左摇杆向左小幅度打杆，无人机会逆时针旋转3至5圈。摇杆回中，无人机悬停3秒。遥控器左摇杆向右小幅度打杆，无人机顺时针旋转3至5圈。摇杆回中，无人机悬停3秒后降落。
2.360°自旋训练
无人机在对尾方向下起飞，并上升至1.5米高度悬停3秒。遥控器左摇杆向左小幅度打杆，无人机逆时针旋转一圈后，摇杆回到中心位置，无人机悬停3秒。然后，遥控器左摇杆向右小幅度打杆，无人机顺时针旋转一圈后，摇杆回到中心位置，无人机悬停3秒后，然后降落。重复以上步骤3-5次。
360°训练
训练过程
是否自旋到位
高度是否偏移
第一次
逆时针自旋
顺时针自旋
第二次
逆时针自旋
顺时针自旋
第三次
逆时针自旋
顺时针自旋
第四次
逆时针自旋
顺时针自旋
第五次
逆时针自旋
顺时针自旋
俯仰控制训练
俯仰控制操作
无人机在对尾方向下起飞，并上升至1.5米高度悬停3秒。遥控器右摇杆向上小幅度打杆使无人机缓慢匀速前进，无人机前进一段距离。摇杆回中，无人机悬停3秒。摇杆向下小幅度打杆使无人机缓慢匀速后退，无人机后退一段距离后，摇杆回中，无人机悬停3秒。重复以上步骤3-5次，然后降落。
俯仰定点飞行训练
无人机在对尾方向下起飞，并上升至2米高度悬停3秒。遥控器右摇杆向上打杆使无人机前进飞行，无人机飞行至锥桶上方悬停3秒。再向下打杆使无人机后退飞行，无人机飞行至锥桶上方悬停3秒，重复以上步骤5次。
俯仰定点飞行训练
训练过程
是否飞行到位
左右是否偏移
第一次
前进锥桶
后退锥桶
第二次
前进锥桶
后退锥桶
第三次
前进锥桶
后退锥桶
第四次
前进锥桶
后退锥桶
第五次
前进锥桶
后退锥桶
横滚控制训练
横过控制操作
无人机在对尾方向下起飞，并上升至1.5米高度悬停3秒。遥控器右摇杆向左小幅度打杆使无人机缓慢匀速左移，无人机左移一段距离后。摇杆回中，无人机悬停3秒。右摇杆向右小幅度打杆使无人机缓慢匀速右移，无人机右移一段距离后，摇杆回中，无人机悬停3秒。重复以上步骤3-5次，然后降落。
横滚定点飞行训练
无人机在对尾方向下起飞，并上升至2.5米高度悬停3秒。遥控器右摇杆向左打杆使无人机左移飞行，无人机飞行至锥桶上方悬停3秒。再向右打杆使无人机右移飞行至锥桶上方悬停3秒。重复以上步骤5次。
横滚定点飞行训练
训练过程
是否飞行到位
前后是否偏移
第一次
左移锥桶
右移锥桶
第二次
左移锥桶
右移锥桶
第三次
左移锥桶
右移锥桶
第四次
左移锥桶
右移锥桶
第五次
左移锥桶
右移锥桶
三、课堂小结和作业布置（10分钟）
小结
作业
小结
掌握无人机姿态控制原理
掌握无人机偏航、俯仰、横滚精准操作及注意事项
作业
完成无人机偏航、俯仰、横滚操作训练。