2025年大學(xué)無人機(jī)工程（無人機(jī)工程設(shè)計(jì)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共40分）本卷共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)中，用于測量無人機(jī)姿態(tài)的主要傳感器是（）A.加速度計(jì)B.陀螺儀C.氣壓計(jì)D.GPS模塊答案：B2.無人機(jī)的動力系統(tǒng)中，哪種電機(jī)效率較高且常用于多旋翼無人機(jī)（）A.有刷電機(jī)B.無刷電機(jī)C.步進(jìn)電機(jī)D.直流電機(jī)答案：B3.以下哪種材料常用于無人機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)，具有重量輕、強(qiáng)度高的特點(diǎn)（）A.鋁合金B(yǎng).不銹鋼C.木材D.塑料答案：A4.無人機(jī)的飛行高度主要由什么傳感器來精確測量（）A.超聲波傳感器B.激光雷達(dá)C.氣壓計(jì)D.攝像頭答案：C5.無人機(jī)通信鏈路中，常用的頻段是（）A.2.4GHzB.5GHzC.915MHzD.以上都是答案：D6.對于無人機(jī)的航線規(guī)劃，以下哪種算法常用于全局路徑規(guī)劃（）A.A算法B.PID算法C.卡爾曼濾波算法D.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法答案：A7.無人機(jī)的電池容量通常用什么單位來表示（）A.伏特B.安培C.毫安時(shí)D.瓦特答案：C8.以下哪種無人機(jī)類型具有較好的垂直起降和懸停能力（）A.固定翼無人機(jī)B.多旋翼無人機(jī)C.直升機(jī)無人機(jī)D.撲翼無人機(jī)答案：B9.無人機(jī)的視覺定位系統(tǒng)主要利用什么來實(shí)現(xiàn)精確位置確定（）A.圖像識別B.激光掃描C.超聲波測距D.地磁傳感器答案：A10.無人機(jī)的飛控系統(tǒng)中，用于控制無人機(jī)飛行姿態(tài)的算法是（）A.姿態(tài)控制算法B.位置控制算法C.軌跡跟蹤算法D.避障算法答案：A11.哪種無人機(jī)適合用于長距離、長時(shí)間的偵察任務(wù)（）A.微型無人機(jī)B.小型無人機(jī)C.中型無人機(jī)D.大型無人機(jī)答案：D12.無人機(jī)的機(jī)翼設(shè)計(jì)中，哪種翼型能提供較好的升力（）A.對稱翼型B.非對稱翼型C.平板翼型D.三角翼型答案：B13.無人機(jī)的導(dǎo)航系統(tǒng)中，用于確定無人機(jī)絕對位置的是（）A.慣性導(dǎo)航B.衛(wèi)星導(dǎo)航C.視覺導(dǎo)航D.組合導(dǎo)航答案：B14.以下哪種設(shè)備可用于無人機(jī)的地面站控制（）A.手機(jī)B.平板電腦C.筆記本電腦D.以上都可以答案：D15.無人機(jī)的螺旋槳材質(zhì)一般采用（）A.碳纖維B.木質(zhì)C.塑料D.金屬答案：A16.對于無人機(jī)的避障功能，哪種傳感器常用于近距離障礙物檢測（）A.毫米波雷達(dá)B.激光雷達(dá)C.超聲波傳感器D.攝像頭答案：C17.無人機(jī)的任務(wù)載荷中，用于拍攝高清圖像和視頻的設(shè)備是（）A.攝像頭B.紅外熱成像儀C.激光測距儀D.氣體傳感器答案：A18.無人機(jī)的飛行姿態(tài)包括（）A.橫滾、俯仰、偏航B.上升、下降、懸停C.前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎D.加速、減速、勻速答案：A19.以下哪種無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間相對較長（）A.小型多旋翼無人機(jī)B.大型固定翼無人機(jī)C.微型無人機(jī)D.中型直升機(jī)無人機(jī)答案：B20.無人機(jī)的航點(diǎn)飛行功能是通過什么來實(shí)現(xiàn)的（）A.飛控系統(tǒng)B.導(dǎo)航系統(tǒng)C.地面站D.以上都需要答案：D第II卷（非選擇題，共60分）（一）填空題（共10分，每空1分）1.無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)主要由______、______、______等部分組成。答案：傳感器、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)2.無人機(jī)的動力系統(tǒng)主要包括______和______。答案：電機(jī)、電池3.無人機(jī)常用的通信方式有______、______等。答案：無線通信、衛(wèi)星通信4.無人機(jī)的機(jī)翼面積越大，產(chǎn)生的______越大。答案：升力5.無人機(jī)的導(dǎo)航方式主要有______、______、______等。答案：衛(wèi)星導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、視覺導(dǎo)航（二）簡答題（共20分，每題5分）1.簡述無人機(jī)飛控系統(tǒng)的主要功能。答案：飛控系統(tǒng)主要功能包括姿態(tài)穩(wěn)定與控制，確保無人機(jī)在空中保持穩(wěn)定姿態(tài)；位置控制，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)按照預(yù)定軌跡飛行；導(dǎo)航功能，引導(dǎo)無人機(jī)到達(dá)指定地點(diǎn)；數(shù)據(jù)處理與傳輸，處理傳感器數(shù)據(jù)并與地面站通信等。2.說明無人機(jī)電池的充電注意事項(xiàng)。答案：充電時(shí)要使用配套充電器；避免過度充電和過度放電，盡量在電量剩余一定比例時(shí)充電；充電環(huán)境溫度要適宜，避免高溫或低溫環(huán)境；充電過程中不要使用無人機(jī)，防止發(fā)生危險(xiǎn)。3.闡述無人機(jī)航線規(guī)劃需要考慮的因素。答案：需考慮飛行任務(wù)目標(biāo)，如偵察范圍、拍攝區(qū)域等；地形地貌，避開高山、建筑物等障礙物；氣象條件，如風(fēng)向、風(fēng)速、天氣狀況等；飛行安全，預(yù)留安全高度和緩沖區(qū)；通信覆蓋，確保飛行過程中通信穩(wěn)定。4.解釋無人機(jī)視覺定位系統(tǒng)的工作原理。答案：視覺定位系統(tǒng)通過攝像頭拍攝地面圖像，利用圖像識別技術(shù)識別地面特征點(diǎn)，如標(biāo)記、紋理等。通過計(jì)算圖像中特征點(diǎn)的位置變化與無人機(jī)姿態(tài)的關(guān)系，結(jié)合已知的地面坐標(biāo)信息，確定無人機(jī)在三維空間中的位置和姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)精確的定位和導(dǎo)航。（三）材料分析題（共15分）閱讀以下材料，回答問題。材料：某無人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)過程中，出現(xiàn)了飛行姿態(tài)不穩(wěn)定的情況。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)飛控系統(tǒng)中的陀螺儀出現(xiàn)故障。1.陀螺儀在無人機(jī)飛控系統(tǒng)中的作用是什么？（5分）答案：陀螺儀用于測量無人機(jī)的角速度，為飛控系統(tǒng)提供姿態(tài)信息，幫助穩(wěn)定無人機(jī)的飛行姿態(tài)，使無人機(jī)能夠準(zhǔn)確地按照預(yù)定姿態(tài)飛行。2.除了陀螺儀故障，還有哪些原因可能導(dǎo)致無人機(jī)飛行姿態(tài)不穩(wěn)定？（5分）答案：可能原因有加速度計(jì)故障，無法準(zhǔn)確測量加速度；電機(jī)故障，導(dǎo)致動力輸出不均衡；螺旋槳安裝不當(dāng)或損壞，影響升力和推力平衡；飛控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤等。3.針對飛行姿態(tài)不穩(wěn)定的問題，可以采取哪些解決措施？（5分）答案：更換故障的陀螺儀；檢查并校準(zhǔn)加速度計(jì)；排查電機(jī)和螺旋槳問題，修復(fù)或更換損壞部件；重新設(shè)置飛控系統(tǒng)參數(shù)，確保其正確匹配無人機(jī)硬件和飛行任務(wù)要求。（四）設(shè)計(jì)題（共10分）設(shè)計(jì)一款用于農(nóng)業(yè)植保的無人機(jī)，要求闡述其主要設(shè)計(jì)參數(shù)和功能特點(diǎn)。答案：設(shè)計(jì)一款農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)，其主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：機(jī)身采用輕質(zhì)高強(qiáng)度材料，如碳纖維，減輕重量同時(shí)保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。配備四旋翼結(jié)構(gòu)，便于靈活操控。選用高效的無刷電機(jī)，提供穩(wěn)定動力。電池容量根據(jù)作業(yè)需求設(shè)計(jì)，保證足夠續(xù)航時(shí)間。飛行高度可在1-5米之間靈活調(diào)整，以適應(yīng)不同農(nóng)作物高度。噴灑系統(tǒng)采用高精度噴頭，確保農(nóng)藥均勻噴灑。功能特點(diǎn)：具備自主航線規(guī)劃功能，可根據(jù)農(nóng)田形狀和布局自動規(guī)劃噴灑路徑。搭載高精度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測飛行姿態(tài)和位置，保證飛行穩(wěn)定和精準(zhǔn)噴灑。配備智能藥量控制系統(tǒng)，根據(jù)農(nóng)作物需求精準(zhǔn)控制農(nóng)藥噴灑量?？赏ㄟ^地面站遠(yuǎn)程操控，方便操作人員實(shí)時(shí)調(diào)整無人機(jī)作業(yè)參數(shù)。（五）論述題（共5分）論述無人機(jī)技術(shù)在未來物流配送領(lǐng)域的應(yīng)用前景及可能面臨的挑戰(zhàn)。答案：無人機(jī)技術(shù)在未來物流配送領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。它能夠?qū)崿F(xiàn)快