2025年大學(xué)本科四年級(jí)（航空航天工程）無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合測試試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共30分）請將答案填在每題后面的括號(hào)內(nèi)。每題3分，共10題。1.無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)中，姿態(tài)解算主要依據(jù)的傳感器數(shù)據(jù)不包括以下哪種？（）A.加速度計(jì)B.陀螺儀C.氣壓計(jì)D.磁力計(jì)2.對(duì)于無人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)，以下哪種電機(jī)類型常用于多旋翼無人機(jī)？（）A.直流無刷電機(jī)B.直流有刷電機(jī)C.步進(jìn)電機(jī)D.交流異步電機(jī)3.無人機(jī)的導(dǎo)航系統(tǒng)中，用于確定無人機(jī)在地球表面位置的是（）A.慣性導(dǎo)航B.衛(wèi)星導(dǎo)航C.視覺導(dǎo)航D.地磁導(dǎo)航4.以下關(guān)于無人機(jī)電池的說法，錯(cuò)誤的是（）A.鋰電池能量密度較高B.鎳氫電池自放電率低C.鋰電池過充可能引發(fā)安全問題D.鎳氫電池適合大電流放電5.無人機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)中，影響升力大小的主要因素不包括（）A.機(jī)翼面積B.飛行速度C.空氣密度D.機(jī)身顏色6.無人機(jī)通信鏈路中，常用的頻段不包括（）A.2.4GHzB.5.8GHzC.433MHzD.10GHz7.對(duì)于無人機(jī)的任務(wù)載荷，以下哪種不屬于常見類型？（）A.高清攝像頭B.激光雷達(dá)C.機(jī)械臂D.發(fā)動(dòng)機(jī)8.無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，考慮飛行安全性時(shí)，以下哪種措施不屬于冗余設(shè)計(jì)？（）A.多套傳感器備份B.多個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)并聯(lián)C.采用更堅(jiān)固的機(jī)身材料D.備份通信鏈路9.以下關(guān)于無人機(jī)飛行姿態(tài)的描述，正確的是（）A.俯仰角是指無人機(jī)繞橫軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度B.橫滾角是指無人機(jī)繞縱軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度C.偏航角是指無人機(jī)繞豎軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度D.以上都正確10.無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，關(guān)于續(xù)航能力的提升，以下哪種方法效果不明顯？（）A.優(yōu)化飛行航線B.減輕無人機(jī)重量C.增大電池容量D.提高飛行速度第II卷（非選擇題，共70分）11.（10分）簡述無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的主要組成部分及其功能。12.（15分）在無人機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)中，闡述機(jī)翼形狀對(duì)升力和阻力的影響原理。13.（15分）無人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)有多種類型，請對(duì)比衛(wèi)星導(dǎo)航和慣性導(dǎo)航的優(yōu)缺點(diǎn)。14.（15分）閱讀材料：隨著無人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，其應(yīng)用場景日益廣泛。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，無人機(jī)可用于農(nóng)田的農(nóng)藥噴灑和播種等作業(yè)。但在實(shí)際應(yīng)用中，也面臨一些問題，比如農(nóng)藥噴灑不均勻、定位精度不夠等。請分析如何提高農(nóng)業(yè)無人機(jī)農(nóng)藥噴灑的均勻性和定位精度。15.（15分）閱讀材料：某公司計(jì)劃開發(fā)一款新型測繪無人機(jī)，要求具備高精度的地形測繪能力。請從無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度，闡述需要考慮哪些方面的因素來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。答案：1.C2.A3.B4.D5.D6.D7.D8.C9.D10.D11.飛行控制系統(tǒng)主要由傳感器、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。傳感器用于獲取無人機(jī)的姿態(tài)、位置、速度等信息，如加速度計(jì)、陀螺儀、GPS等。控制器根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，計(jì)算出控制指令。執(zhí)行機(jī)構(gòu)則根據(jù)控制指令調(diào)整無人機(jī)的飛行姿態(tài)和動(dòng)作，如電機(jī)、舵機(jī)等。12.機(jī)翼形狀對(duì)升力和阻力有重要影響。例如，對(duì)稱翼型在零迎角時(shí)升力為零，隨著迎角增加，升力和阻力都增大。而不對(duì)稱翼型在較小迎角時(shí)就可產(chǎn)生升力，且升力系數(shù)較大。一般來說，機(jī)翼前緣越圓鈍，氣流越容易附著，可提高最大升力系數(shù)，但也會(huì)增加阻力。后緣形狀影響氣流分離，合適的后緣形狀可延遲氣流分離，降低阻力，提高升阻比。13.衛(wèi)星導(dǎo)航優(yōu)點(diǎn)是定位精度高、全球覆蓋、不受天氣影響等。缺點(diǎn)是信號(hào)易受遮擋，在室內(nèi)或山谷等環(huán)境定位困難，且需要衛(wèi)星信號(hào)接收設(shè)備。慣性導(dǎo)航優(yōu)點(diǎn)是自主性強(qiáng)、可連續(xù)提供姿態(tài)和位置信息。缺點(diǎn)是誤差隨時(shí)間積累，長時(shí)間使用后定位精度下降，且成本較高。14.提高農(nóng)藥噴灑均勻性可通過優(yōu)化噴頭設(shè)計(jì)，使噴頭噴出霧滴更均勻；增加飛行高度并降低速度，讓霧滴有更充分時(shí)間擴(kuò)散；采用多噴頭協(xié)同作業(yè)，確保覆蓋更全面。提高定位精度可采用高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，如差分GPS；增加地面控制點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)；利用視覺導(dǎo)航技術(shù)輔助定位，通過識(shí)別地面特征點(diǎn)來修正位置。15.首先要選擇高精度的測繪傳感器，如高分辨率相機(jī)、激光雷達(dá)等。其次，優(yōu)化無人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)，確保飛行穩(wěn)定