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四旋翼自主飞行器(A题)
摘要
四旋翼飞行器是无人飞行器中一个热门的研究分支，随着惯性导航技术的发展与惯导传感器精度的提高，四旋翼飞行器在近些年得到了快速的发展。
为了满足四旋翼飞行的设计要求，系统以STM32F103VET6作为四旋翼自主飞行器控制的核心，处理器内核为ARM32位Cortex-M3 CPU，最高72MHz工作频率，工作电压3.3V-5.5V。该四旋翼由电源模块、电机电调调速控制模块、传感器检测模块、飞行器控制模块等构成。飞行姿态检测模块是通过采用MPU-6050模块，整合3轴陀螺仪、3轴加速度计，检测飞行器实时飞行姿态，实现飞行器运动速度和转向的精准控制。传感器检测模块包括红外障碍传感器、超声波测距模块，在动力学模型的基础上，将四旋翼飞行器实时控制算法分为两个PID 控制回路，即位置控制回路和姿态控制回路。测试结果表明系统可通过各个模块的配合实现对电机的精确控制，具有平均速度快、定位误差小、运行较为稳定等特点。
关键词：四旋翼飞行器；STM32；飞行姿态控制；串口PID
目录
1 系统方案论证与控制方案的选择...................................................................- 2 -
1.1 地面黑线检测传感器...................................................................................- 2 -
1.2 电机的选择与论证.......................................................................................- 2 -
1.3 电机驱动方案的选择与论证.......................................................................- 2 -
2 四旋翼自主飞行器控制算法设计...................................................................- 3 -
2.1 四旋翼飞行器动力学模型...........................................................................- 3 -
2.2 PID 控制算法结构分析...............................................................................- 3 -
3 硬件电路设计与实现.....................................................................................- 4 -
3.1 飞行控制电路设计................................. .....................................................- 5-
3.2 电源模块........................................................................................ ..............- 5 -
3.3 电机驱动模块...............................................................................................- 5-
3.4 传感器检测模块...........................................................................................- 5-
4 系统的程序设计...............................................................................................- 5 -
5 测试与结果分析...............................................................................................- 6 -
5.1 测试设计............................................................................................
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