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摘要:此次設(shè)計最重要的是無人機姿態(tài)控制的設(shè)計，旨在空氣動力學(xué)的基礎(chǔ)上對姿態(tài)控制中電機、螺旋槳、機架等物理參數(shù)的設(shè)定與磨合，再經(jīng)過PI-PD算法設(shè)計無人機的姿態(tài)控制。 姿態(tài)控制系統(tǒng)的設(shè)計主要是用四個F450型的機架，四個電機和螺旋槳，一個電源，一個遙控器構(gòu)成主要硬件框架，通過調(diào)試設(shè)定參數(shù)，然后經(jīng)過電路板、電機、電調(diào)的焊接構(gòu)成一個F450型的小型四軸無人機，最后將姿態(tài)控制算法導(dǎo)入到STM32系列處理器構(gòu)成無人機的姿態(tài)控制系統(tǒng)。 設(shè)計的功能是讓無人機更好地克服力矩、轉(zhuǎn)矩的影響，實現(xiàn)垂直、俯沖等姿態(tài)飛行。
關(guān)鍵詞 無人機；姿態(tài)控制；設(shè)計；組裝
目錄 摘要 Abstract 1緒論-1 1.1 研究背景及意義-1 1.2國外姿態(tài)控制系統(tǒng)發(fā)展情況-1 1.3國內(nèi)姿態(tài)控制系統(tǒng)發(fā)展情況-1 1.4本文主要研究內(nèi)容-2 2 總體方案設(shè)計-3 2.1總體設(shè)計原理-3 2.2四軸無人機模型分析-3 2.2.1飛行器控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-3 2.2.2四軸無人機的數(shù)學(xué)模型分解-4 2.2.3歐拉角表示-4 2.2.4四元數(shù)算法-4 2.3總體方案-5 3姿態(tài)控制系統(tǒng)功能與設(shè)計-6 3.1姿態(tài)控制系統(tǒng)功能-6 3-2姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計-6 3.2.1傳感器電路設(shè)計-6 3.2.2電機驅(qū)動電路設(shè)計-7 3.2.3無線電路通信設(shè)計-7 3.2.4無人機總體電路設(shè)計-8 3.3 PCB設(shè)計-8 3.3.1 PCB設(shè)計步驟-8 3.3.2 PCB外形設(shè)計-9 3.4 PID控制器基本原理-10 3.5 PI-PD控制器演化-10 4系統(tǒng)硬件設(shè)計-12 4.1主控制器-12 4.2慣性測量單元-12 4.3無線傳輸模塊-12 4.4電調(diào)和焊板-12 4.5各器件功能及作用-13 4.5.1各器件電流表-13 4.5.2平衡處理-14 4.6空氣動力學(xué)分析-14 5工作狀態(tài)及性能分析-15 5.1工作原理簡介-15 5.2檢測模塊-15 5.3性能分析-16 5.4技術(shù)指標(biāo)-17 結(jié)論-18 致謝-19 參考文獻-20 附錄-21 |
