由于無人機通過加速度計、陀螺儀等慣性傳感器來測量自身的導(dǎo)航信息，而機體振動，會影響加速度計、陀螺儀等慣性傳感器的測量，使得測量噪聲加大，進而影響控制效果。

振動的分析主要通過原始傳感器的數(shù)值來看。通過DataViewer查看原始的加速度計信息，如下圖1所示，也可以查看原始的陀螺儀輸出，如下圖2 所示。如果加速度計的輸出，噪聲的峰峰值超過了5g（即5000mg），或者陀螺儀的噪聲超過了50°/s(即872mrad)，則應(yīng)該考慮改進機架結(jié)構(gòu)，降低機架振動水平以改善飛行性能。

值得注意的是，飛機的振動主要集中在加速度計的z軸和陀螺儀的x、y軸，因此需要分析無人機的振動特性主要觀察上述三個軸的輸出值。

圖1：三軸陀螺儀原始輸出(只有獨立飛控開放了這個數(shù)據(jù)查看，下同）

圖2：三軸加速度計原始數(shù)據(jù)

無人機的機體高頻振動主要來源為電機的轉(zhuǎn)動，所以對于電機轉(zhuǎn)速或螺旋槳的轉(zhuǎn)動頻率的分析尤其重要，槳頻即指螺旋槳的轉(zhuǎn)動頻率。對于槳頻的分析主要借助快速傅里葉變換工具（FFT）來實現(xiàn)，首先將原始陀螺儀數(shù)據(jù)畫到繪圖區(qū)，然后點選FFT工具，并使用鼠標(biāo)左鍵點選后不放，使用矩形區(qū)域選定需要做FFT分析的曲線區(qū)域，接著分析結(jié)果就會出現(xiàn)在新的標(biāo)簽頁中。

如下圖示?？梢钥吹皆?6Hz左右出現(xiàn)了一個峰值，在150Hz出現(xiàn)了第二個峰值，它們分別是一倍槳頻點與二倍槳頻點，通常第一個峰值為槳頻的頻率點，即76Hz。

通過對加速度計原始數(shù)據(jù)做FFT也可以得到槳頻信息，如圖所示。

加速度計原始數(shù)據(jù)FFT

陀螺儀原始數(shù)據(jù)FFT

槳頻對于飛行品質(zhì)有一定影響。建議槳頻不低于40Hz，否則會造成控制器對于低頻噪聲衰減不足，在控制效果上變現(xiàn)為無人機抽動、振動等問題。

機架震動主要來源于：

（1）機架柔性。①機架的柔性是震動的來源之一，過于柔軟的機架會引入更多震動，因此機架應(yīng)該盡可能的保持剛性。碳纖維機架具有較好的抗扭矩和抗彎曲特性，是較為理想的機架材質(zhì)選擇。②機臂與中心板的連接處應(yīng)盡可能保持剛性，連接牢固，且不要留有活動間隙。

（2）電機。①電機與電機座的連接處應(yīng)盡可能保持剛性，連接牢固，且不要留有活動間隙。②電機座與機臂的連接處應(yīng)盡可能保持剛性，連接牢固，且不要留有活動間隙。

③電機的動平衡性能要好，空載旋轉(zhuǎn)時應(yīng)運行平穩(wěn)。

（3）螺旋槳。①螺旋槳與電機軸的連接處應(yīng)盡可能保持剛性，連接牢固，電機軸與槳平面盡可能保持垂直，且不要留有活動間隙。②螺旋槳的平衡性要好，對于兩葉槳應(yīng)能夠在螺旋槳平衡器上保持平衡。大尺寸螺旋槳引起的震動比小尺寸螺旋槳要大，因此在大尺寸飛行器中要特別注意機械減震。

審核編輯 ：李倩