2025年7月7日至8月11日,由殷聪聪、朱梓悦、郭俊俊三位教师指导的暑期直升机项目训练营圆满完成。来自研一的9名学生分为飞控组(5人)与电调组(4人),在35天内完成从理论学习到实飞验证的全流程研发,成功实现FW450L直升机飞控的初步飞行验证,以及60A无刷电调的软硬件开发。
在训练营准备阶段,殷聪聪与郭俊俊老师前往国内知名的无人直升机研发企业深圳市飞翼航空科技有限公司与公司相关技术人员就直升机飞控、电调的核心技术指标、具体教学内容和内容难度的设置等问题开展了深入的讨论分析,并跟随技术人员参观生产线了解无人直升机的加工生产工艺流程。根据在企业的探访情况,指导老师进一步为训练营整理了具体的教学内容,规划了详细的任务安排,为后续直升机训练营的开展做了充分的准备。
殷聪聪老师带领的飞控组以匿名开源飞控为基础,开展多维度技术攻关。7月7日开展了飞行原理、四旋翼与直升机差异、PID控制及姿态融合方法的教学,同步推进硬件搭建——贡玉田、蒋辰瑞安装调试台架并实现IIC读取IMU数据,王欣、袁艾完成防护网采购与PWM配置,杨昕彤掌握SBUS协议代码。至7月10日,团队已实现遥控器对无刷电机转速及舵机转角的精准控制,并通过混控移植解决通道干扰问题。后续阶段,团队逐级突破关键技术:7月13日掌握串级PID实现细节,7月17-20日在安全网内完成首轮试飞调参,7月23-28日持续优化飞控参数。8月初团队根据调试情况又与夏令营的合作企业深圳市飞翼航空科技有限公司的技术人员进行多轮讨论,确定了后续优化路线。项目技术亮点包括基于四元数的姿态解算、SBUS协议负逻辑处理、PID参数动态优化等,形成从代码移植到实飞验证的完整技术链条。
朱梓悦、郭俊俊老师指导的电调组聚焦60A无刷调速器研发。7月7-8日完成电机工作原理及6步换向法理论学习后,团队于7月9日开展硬件驱动电路分析,硬件设计阶段聚焦三相逆变桥电路的优化。团队采用6个低导通电阻MOSFET构建H桥结构,设计时精确计算耐压值(≥50V)与开关速度(≤50ns),确保承受电机启动时的3倍额定电流冲击。7月11日通过MATLAB Simulink搭建仿真模型。仿真模型包含电机本体模块、三相逆变桥模块、PWM生成模块及反电动势检测模块。仿真验证了6步换向法的相位控制精度,确保换相时机与反电动势过零点偏差≤5μs,为实物调试提供了可靠的虚拟验证环境。至7月28日,成功试制出第一版电调的PCB并完成了电路焊接工作。八月初,实现了电机转速的闭环控制。控制程序集成过流保护、过温保护等多重安全机制,确保电机运行的安全性。
本次训练营采用“理论-仿真-实操-优化”四阶培养模式,学生全程参与硬件设计、代码开发、联调测试全流程。飞控组在调试支架上完成PID参数初调,电调组通过PCB设计实现硬件电路优化。项目过程中形成工作原理分析报告、姿态跟踪曲线、试飞视频等过程性成果,最终产出结题材料并通过验收。技术层面,项目整合PID控制、IIC通讯、SBUS协议、6步换向法等12项关键技术,形成从传感器数据融合到电机控制的完整解决方案。训练营通过精细分工(硬件/软件/结构/无线通讯)培养了学生团队协作能力,通过试飞调试提升学生的工程实践能力。训练营以“项目驱动、产学研融合”为核心,构建了从技术攻关到成果转化的全链条创新育人一体化范式。