全国电子设计大赛 省二获奖论文-四旋翼.doc

学校统一编号 学校名称：哈尔滨理工大学 队长姓名： 队员姓名： 指导教师姓名：孙慧 年 月 日  四旋翼自主飞行器四旋翼自主机，因此非常适合静态和准静态条件下飞行。 1 摘要 2 一、系统设计要求 2 1、1任务 2 1、2设计相关要求 2 二、 系统方案论证与选择 2 2、1 2 2、2 2 三、系统硬件设计 2 3、1 2 四、系统软件设计 2 4、1 2 五、系统测试 2 5、1 2 六、总结 2 参考文献 2 附录 2 系统设计要求 1.1 任务 四旋翼自主飞行器（下简称飞行器）摆放在图1所示的A区，一键式启动飞行器起飞；飞向B区，在B区降落并停机；飞行时间不大于45s。飞行器摆放在B区，一键式启动飞行器起飞；飞向A区，在A区降落并停机；飞行时间不大于45s。飞行区域俯视图和立体图分别如图1和图2所示。 图 1-1 飞行器俯视图 图 1-2 飞行区立体图 1.2 设计相关要求 1.2.1 基本要求 （1）四旋翼自主飞行器（下简称飞行器）摆放在图1所示的A区，一键式启动飞行器起飞；飞向B区，在B区降落并停机；飞行时间不大于45s。 （2）飞行器摆放在B区，一键式启动飞行器起飞；飞向A区，在A区降落并停机；飞行时间不大于45s。 （1）飞行器摆放在A区飞行器下面摆放一薄铁片，一键式启动，飞行器拾取薄铁片并起飞。 （2）飞行器携带薄铁片从示高线上方飞向B区，并在空中将薄铁片投放到B区；飞行器从示高线上方返回A区，在A区降落并停机。 （3）以上往返飞行时间不大于30s。 4 个螺旋桨的速度，飞行器就垂直上下运动；相反的改变中心对角的螺旋桨的速度，可以产生滚动、俯仰等运动。 图2-1 四旋翼飞行器的结构形式工作频率一般为23-25KHZ及40-45KHZ基本类型分离式反射型 图5 超声波传感器电路图 系统软件设计 四旋飞行器在起飞、降落时，存在加速和减速。控制时需要调节PWM信号占空比。飞行时，如果速度太大，会因短时间冲量太大对机身造成伤害。所以需要匀变速缓冲，使飞行器能够平稳的加速或减速。PWM的程序流程图如图4-1所示。 系统测试 参考文献 [1] Bouabdallah S, Becker M, Siegwart R. Autonomous Miniature Flying Robots: COMING SOON [J], IEEE Robotics Automation Magazine, 2007: 88-99. [2] J. Gordon, Leishman. The Breguet-Richet Quad-Rotor Helicopter of 1907 [J], AHS International Directory, 2001:1-4. [3] Bouabdallah S, Becker M, Siegwart R. Autonomous Miniature Flying Robots: COMING SOON [J], IEEE Robotics Automation Magazine, 2007: 88-99. [4] Bouabdallah S, Siegwart R. Full Control of a quadrotor [C], In Proceedings of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2007:153-158. [5] Bouabdallah S. Becker M, de Perrot V, et al. Toward Obstacle Avoidance on Quadrotors [C], In Proceedings of the XII International Symposium on Dynamic Problems of Mechanics, 2007. [6] Hoffmann G, Rajnarayan D GLWaslander S, et al. Stanford Testbed of Au- tonomous Rotorcraft