《无人机技术》课程标准.docx

无人机技术课程标准一、课程说明课程名称无人机技术标准简称无人机技术适用专业应用电子技术专业修读学期第4学期制订时间2022年8月课程代码1343320课程学时64制订时间-1课程类型B类课程性质必修课课程类别专业核心课先修课程无人机概论、无人机法规后续课程无人机飞行训练对应职业资格证或内容AOPA合作开发企业无执笔人合作者无审核人修定日期2022年8月二、课程定位无人机技术是电子信息大类应用电子技术专业无人机方向的专业核心课程。在本专业的职业能力培养中所起着阶段性总结和内容提示的作用，既是前期理论课的延续，又是学习其他专业课的前提。本课程的前期课程主要有无人机概论、无人机法规等，平行的专业课程主要有3D打印技术等，后续的专业课程主要有无人机飞行训练等。本课程主要针对“大众创业、万众创新”的新时代培养高级人才、创新型人才和复合型人才的需要，培养学生系统掌握无人机技术基础的主要内容和知识体系。掌握旋翼无人机飞行原理，具备翼型设计、旋翼无人机组装的能力，掌握无人机飞行控制技术和无人机总体设计的能力。这些能力是构成本专业职业技术领域核心能力的重要部分。三、设计思路通过对无人机主要应用在水文勘测、电力巡线、农林植保、消防等岗位的分析，并针对高职学生理论基础相对薄弱，理论学习时间相对较少，学习动力不足的特点，确定了本课程的思路为：以无人机操控岗位以及无人机基础维修岗位等工作中知识和技能运用为载体，确定本课程的学习内容，以无人机设计、制作、运用、维修过程为依据，整合、序化教学内容，作为训练学生职业岗位综合能力的主要方法。在组织教学过程中，从无人机使用者的角度出发，坚持理论联系实际，以技术应用为主，着眼于提高学生解决实际工程问题能力的目的来实施教学。五、课程内容、要求及教学设计完成本课程学习后能够获得的理论知识、专业能力、方法能力、社会能力1 .专业能力(1)通过课程的学习，掌握无人机的基本概念及基本知识。能运用相关知识，按法律规定正确使用无人机；(2)掌握关于无人机翼型空气动力特性、几何参数、涡流理论等相关知识，能够运用相关知识正确维护无人机，使之处理正常工作状态；(3)掌握无人机动力装置组成和使用、空气动力学、结构动力学、气动弹性力学等知识，并进行无人机的初级设计。2 .方法能力(1)能够在所学知识基础上，根据确定无人机相关参数，并根据设计需要对现有设计做出微调整；(2)通过本课程的学习，能够根据功能情况，在针对相关条件，设计并制作无人机；(3)能够利用网络资源，收集整理无人机相关参数、使用方面的知识，并会进行信息分析处理，形成总结报告。3.社会能力(1)通过课程学习，培养学生严谨求实的工作态度，爱岗敬业，对待工作和学习一丝不苟、精益求精的精神；(2)具有较强的事业心和责任感，具有良好的心理素质和身体素质。具有理论联系实际的良好学风，具有发现问题、分析问题和解决问题的能力，以及理论联系实际的能力；(3)通过学习养成积极思考问题、自主学习和解决问题的习惯和能力；具备团队协作能力，吃苦耐劳、诚实守信的优秀品质；(4)通过学习学会收集、分析、整理参考资料的技能，培养对新技术信息的掌握能力；(5)通过学习能够设计一般工作计划，行动方案；(6)通过学习培养学生掌握安全生产、文明生产与环境保护的相关规定及内容。五、课程设计与教学情景（一）课程整体设计序号学习情境知识目标专业能力方法能力社会能力学时1.了解本课程的主要内容和学习方法；12.掌握系统论、控制论的基本概念；多旋翼无3.掌握多旋翼无人机系人机相关统及其飞行机组、构型、的基本概用途及分类；4 .了解多旋翼无人机的发展历程、发展市场；5 .掌握民用多旋翼无人机飞行管理相关制度和要求。能够所学定义知识，正确区分各类无人机及其应用场合。能够在所学知识基础上，结合以往学习和生活经历，认识无人机的广泛应用，做的知识的迁移。培养学生对待工作和学习一丝不苟、精益求精的精神和创新创业精神。42多旋翼无人机的飞行原理和翼型设计1 .了解多旋翼无人机的飞行原理和控制方式；2 .了解多旋翼无人机的特点；3 .掌握翼型的几何参数和主要类型；4 .掌握翼型空气动力特性和影响因素。L掌握翼型的主要类型和几何参数，并能够针对参数进行实用性调整；2.能够正确运用所学知识，选择无人机桨叶翼型。1 .能够利用网络资源，收集整理传感器相关参数、使用方面的知识；2 .能够使用万用表、示波器等设备检测元件好坏。1 .学习养成积极思考问题、自主学习和解决问题的习惯和能力；2 .通过相关实训1,逐步培养学生团队协作能力，吃苦耐劳、诚实守信的优秀品质。1034旋翼无人机组装L掌握四旋翼无人机的组成和组装步骤；2.掌握四旋翼无人机传感器、遥控系统的选择方法；1 .能够根据要求正确确定并选择四旋翼无人机部件；2 .能够对四旋能够根据现有条件和要求实现的控制要求。1.通过标准流程操作的练习，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的83 .掌握旋翼无人机的组装工序流程和基本要求；4 .掌握四旋翼无人机的调试方法；5 .掌握四旋翼无人机的基本操作。翼无人机进行组装和调试，并进行简单操作。能力，以及理论联系实际的能力；2.进一步培养学生团队协作能力，吃苦耐劳、诚实守信的优秀品质。4L掌握多旋翼无人机动力装置的基本概念、发动机的分类、功用和要多旋翼无求、工作系统和原理；人机动力2.了解多旋翼无人机燃装置油系统和滑油系统和传动系统的结构和部件，以及相关的动力学要素。能够结合知识概念，掌握无人机动力系统分类挑选方法和使用方法。能够在所学知识基础上，根据实际要求合理选用动力装置，并根据设计需要对现有电路做出微调整。通过学习养成积极思考问题、自主学习和解决问题的习惯和能力。651. 了解旋翼飞行器空气动力学相关基本知识；2. 掌握旋翼的几何参数的要点和工作原理；3. 了解旋翼动量理论的多旋翼无基础知识；人机空气动力学4.了解旋翼叶素理论的基础知识；5 .了解旋翼经典和现代涡流理论的基础知识；6 .了解旋翼CFD理论基础知识。能够使用相关计算工具和软件对无人机相关参数进行分析。能够根据相关理论指导工作的开展。通过相关理论学习和计算的开展，培养学生精益求精的工匠精神。66多旋翼无L了解多旋翼无人机结人机结构构动力学的定义和特动力学点、研究方法和模型；能对无人机结构方面进行简单的计算。能够利用己有软件对相关数据进行培养学生严谨求实的工作态度，爱岗62. 了解多旋翼无人机振动的简谐振动与谐波分析、单自由度系统的自由振动分析；3. 了解多旋翼无人机旋翼结构动力学分析、类型和特点以及动力学的研究方法。建模，用模型进行初步分析。敬业,对待工作和学习一丝不苟、精益求精的精神。71 .了解多旋翼无人机气动弹性力学的定义和特点；2 .掌握非定常气动力计算的常用方法；3 .掌握旋翼桨叶运动自由度之间的基本概念和主要形态；多旋翼无4.掌握多旋翼无人机旋人机气动翼气动弹性静力学的基弹性力学本概念、基本原理和临界速度；5 .了解多旋翼无人机旋翼气动弹性动力学的基本概念、旋翼桨叶的经典颤振、失速颤振概念和稳定办法；6 .掌握多旋翼无人机旋翼与机体耦合气动弹性稳定性方案。了解颤振、失速颤振的原因，并能够根据相关知识提出解决方案。培养学生在解决问题的思路。培养学生理论联系实际的能力。68L了解多旋翼无人机飞多旋翼无行控制系统的基本概人机飞行念；控制技术2.了解多旋翼无人机飞行姿态的数学表示方了解无人机飞行控制的方法，能够正确操控无人机进行规定动作飞行。能够利用软件进行建模，同时利用模型分析无人机性能参数，用以辅助设1.通过学习学会收集、分析、整理参考资料的技能,培养对新技术信息的掌6式；3 .掌握多旋翼无人机飞行动力学建模方法；4 .掌握多旋翼无人机PID控制的基本概念和参数调整，卡尔曼滤波器的使用；5 .掌握多旋翼无人机的自动飞行控制相关知识。计工作。握能力；2.通过学习能够设计一般工作计划,行动方案。9多旋翼无人机总体设计1 .掌握多旋翼无人机研制流程和设计要求和原则、设计任务和工作要求；2 .掌握多旋翼无人机的类型分析与选择方法；3 .多旋翼无人机重量与动力参数的分析与选择；4 .多旋翼无人机总体布局设计的任务和要求。能够灵活使用所学知识，开展设计工作，并实现应用。能够收集整理资料，做到有效利用。养成对待学习实事求是、精益求精的精神。810复习211考试2合计讲授32学时、实践32学时（复习考试4学时），共64学时（二）课程学习单元内容与要求学习单元情境设计单元名称多旋翼无人机相关的基本概念学时4学习要求1 .学生了解整体教学方案，并明确考核标准。2 .学生能够掌握无人机相关系统论、控制论知识，能够清楚描述相关流程图。3 .学生能够对无人机机组、构型、用途进行正确分类。4 .学生了解无人机应用前景。任务分解任务1课程内容介绍任务2系统论、控制论的基本概念介绍任务3无人机系统及其飞行机组、构型、用途及分类任务4多旋翼无人机的发展历程、发展市场学习单元情境设计单元名称多旋翼无人机的飞行原理和翼型设计学时10学习要求1 .学生了解多旋翼无人机的飞行原理和控制方式，能够进行复述。2 .学生掌握翼型的主要类型和几何参数，并能够针对参数进行实用性调整。3 .掌握翼型空气动力特性和影响因素并能够利用所学知识，选择无人机桨叶翼型。任务分解任务1多旋翼无人机的飞行原理和控制方法任务2翼型的几何参数和主要类型任务3翼型空气动力特性和影响因素学习单元情境设计单元名称四旋翼无人机组装学时8学习要求1 .学生掌握四旋翼无人机的组成和组装步骤，掌握旋翼无人机的组装工序流程，并能够组装半成品，并通过机械性检测。2 .学生掌握四旋翼无人机的调试方法和基本操作，符合相关操作规范。任务分解任务1四旋翼无人机的组成和组装步骤任务2四旋翼无人机传感器、遥控系统的选择任务3组装工序流程和基本要求。任务4四旋翼无人机的调试方法任务5四旋翼无人机的基本操作学习单元情境设计单元名称多旋翼无人机动力装置学时6学习要求1 .学生掌握掌握多旋翼无人机动力装置的基本概念、发动机的分类、功用和要求、工作系统和原理，并能够利用相关知识，选择合适的设备。2 .学生了解多旋翼无人机燃油系统和滑油系统和传动系统的结构和部件，以及相关的动力学要素，并能够对设计方案做出建议。任务分解任务1多旋翼无人机的动力装置任务2多旋翼无人机燃油系统和滑油系统和传动系统的结构和部件，以及相关的动力学要素学习单元情境设计单元名称多旋翼无人机空气动力学学时6学习要求1 .学生了解空气动力学相关基本知识。2 .学生掌握旋翼的几何参数的要点和工作原理。并能够通过简单计算或者辅助工具的运用，分析无人机飞行中因参数变化带来的问题。3 .学生了解旋翼动量理论、叶素理论、经典和现代涡流理论的基础知识，并将相关知识用于分析无人机性能。任务分解任务1了解旋翼飞行器空气动力学相关基本知识。任务2旋翼的几何参数的要点和工作原理任务3旋翼动量理论、叶素理论、经典和现代涡流理论任务4旋翼CFD理论学习单元情境设计单元名称多旋翼无人机结构动力学学时6学习要求1 .学生掌握多旋翼无人机结构动力学的定义和特点、研究方法和模型，能够利用已有软件对相关数据进行建模，用模型进行初步分析。2 .学生了解多旋翼无人机振动的简谐振动与谐波分析、单自由度系统的自由振动分析方法，并能够利用相关知识处理振动问题。3.学生了解多旋翼无人机旋翼结构动力学分析、类型和特点以及动力学的研究方法。任务分解任务1多旋翼无人机结构动力学的定义和特点、研究方法和模型任务2多旋翼无人机振动分析。任务3多旋翼无人机旋翼结构动力学分析学习单元情境设计单元名称多旋翼无人机气动弹性力学学时6学习要求1 .学生了解多旋翼无人机气动弹性力学的定义和特点。2 .学生掌握非定常气动力计算的常用方法3 .学生掌握旋翼桨叶运动自由度之间的基本概念和主要形态。掌握多旋翼无人机旋翼气动弹性静力学的基本概念、基本原理和临界速度4 .学生了解多旋翼无人机旋翼气动弹性动力学的基本概念、旋翼桨叶的经典颤振、失速颤振概念和稳定办法。并通过数据分析了解颤振、失速颤振的原因，并能够根据相关知识提出解决方案。任务分解任务1多旋翼无人机气动弹性力学任务2旋翼桨叶运动自由度之间的基本概念和主要形态任务3多旋翼无人机旋翼气动弹性静力学任务4多旋翼无人机旋翼与机体耦合气动弹性稳定性方案学习单元情境设计单元名称多旋翼无人机飞行控制技术学时6学习要求1 .学生了解多旋翼无人机飞行控制系统的基本概念。2 .学生掌握多旋翼无人机飞行动力学建模方法，并能够进行建模3 .学生掌握多旋翼无人机飞行控制相关知识，并能够正确操控无人机进行规定动作飞行。任务分解任务1多旋翼无人机飞行控制系统任务2多旋翼无人机飞行动力学建模任务3多旋翼无人机控制学习单元情境设计单元名称多旋翼无人机总体设计学时8学习要求1 .学生掌握多旋翼无人机研制流程和设计要求和原则、设计任务和工作要求。2 .学生掌握多旋翼无人机的类型分析与选择方法、机重量与动力参数的分析与选择。最终完成无人机总体布局设计的任务，并能够实现飞行任务。任务分解任务1无人机研制流程和设计要求任务2多旋翼分析与选择任务3无人机总体布局设计六、课程考核与评价本课程考核分为平时成绩、实践成绩和期末成绩三个部分，分别占总评成绩的30以40%、30%o列表如下:总评成绩平时成绩实践成绩期末成绩出勤平时作业100%10%20%40%30%小计30%40%30。（1）平时成绩包括：出勤、平时作业、实践操作出勤占总成绩10%。迟到、早退一次扣1分，缺勤一次扣5分。正常请假不扣分。平时作业占总成绩20队共计5次，另有一次调研报告。五次作业每次15分计算，调研报告按25分计算。作业成绩等级分A、B、C、D四类。独立完成、书写工整，结论正确为A；独立完成、书写工整，结论有少量错误为B；书写笔记难以辨认，结论有较多错误为C；作业不完整为D。实践操作占总成绩40%。共计4次实训、实践。独立完成为A,在他人指导下完成为Bo（2）期末考核以实践操作为考核方式。要求为制作能够完成规定动作的无人机。七、教材及相关资源多旋翼无人机技术基础符长青主编清华大学出版社无人机技术概论贾恒旦主编机械工业出版社无人机入门宝典赵云超郑宇著主编山东人民出版社八、任课教师要求教师曾经学习或教授过相关课程，并对无人机技术有所认识，能够正确使用无人机机械。九、教学实训场所实训楼电子电路综合实训室十、其它说明本课程是理论结合实践的课程，特别是实践性强，需要教师和学生互动，实践教学课时较长，所以将在课余开辟第二课堂，鼓励学生自购工具，系部提供实训场所，组织学生在课余时间完成实践作业。