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《工业控制计算》2021年第34卷第6期87
四旋翼无人机系统设计
DesignofQuadrotorUAVSystem
覃江德岳敏王敏涛王泽（上海工程技术大学机械与汽车工程学院，上海201620）
摘要：四旋翼无人机是一种结构简单，操作灵活的垂直起降无人。首先分析了四旋翼无人机控制系统设计，接着详细
介绍油门值遥控开环实现方案以及无人机遥控器信号处理和低电压保护方案，引入负反馈通过陀螺仪将无人机的当前姿态
角反馈到单片。通过程序检测,所设计飞行控制系统满足预期控制效果。
关键词：无人;单片;无线遥控器
Abstract:QuadrotorUAVisakindofverticaltake-offandlandingUAVwithsimplestructureandflexibleoperation.This
paperfirstlyanalyzesthecontrolsystedesignofthequadrotorUAV,andthenintroducestherealizationschemeofthe
throttlevalueremotecontrolopen-loopandtheremotecontrolsignalprocessingandlow-voltageprotectionschemeofthe
UAVindetail.ThecurrentattitudeAngleoftheUAVisfeedbacktotheSCMthroughthenegativefeedbackthroughthegy-
roscope.Throughprogratesting,theflightcontrolsystedesignedinthispapermeetstheexpectedcontroleffect.
Keywords:UAV,SCM,wirelessremotecontrol
多旋翼飞行器作为无线电遥控的一种类型，由于对场地要求规范化处理。
较低,不需要跑道起飞，可空中稳定悬停，结构简单，在各个领域最简单的映射方法就是线性映射，如图2a所示，其对应的
应用日益广泛。无人机的设计涉及空气动力学、流体力学、微机原关系为：
理、无线通讯、检测与传感、姿态算法控制、锂电池BMS管理等多y=kx|k=；60L抑）.464,xe［0,683］瑟
个领域61］。本文重点介绍全姿态四旋翼无人机及遥控系统设计，重
该处理方式优点是编程简单,数据处理简单,但在进行尝试
点介绍油门值遥控开环实现方案及无人机的安全保护遥
后发现对于无人机来说很不适合,两边陡、中间缓则更加符合实
1飞控系统设计
际情况。在多次调试之后得到更适合无人机飞行的曲线（如图
在本次系统设计中，遥控器作为上位，12864OLED显示
2b所示），使用分段线性映射方式使得无人机得以平稳飞行。对
模块、参数、摇杆和旋转编码器模块，使用CC2541蓝牙模块进
行数据传输通信,旋转编码器在控制中作为油门控制，方向杆可
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