四轴飞行器的姿态研究与设计

本设计是绍兴市大学生科技创新项目。四轴飞行器作为低空低成本的遥感平台,在各个领域应用广泛。其驱动系统有四个输入却有六个输出,所以它是一个非线性,高度耦合,欠驱动系统。本文介绍四轴飞行器的一个实现方案,设计了一种用加速度传感器矫正陀螺仪零点漂移的方法,并且用PID控制器去控制四个电机的转速来实现稳定飞行。     

基于STM32F4处理器的四轴飞行器控制系统设计

四轴航拍飞行器能够在空中长时间稳定飞行,且携带载荷类型多样,在日常生活中具有广泛的用途.利用STM32F4处理器并且综合四元数法和PID控制算法进行四轴飞行器的设计是当前普遍的做法,如何做好软硬件之间的接口关系协调是进行设计时需要重点关注的问题;基于STM32F4处理器并综合使用MPU6050传感器能够实现设计出可以稳...     

四轴飞行器漫谈

四轴飞行器最早进入寻常百姓的视野,可能是因为一部有趣又励志的电影《三傻大闹宝莱坞》。影片中小小的四轴飞行器,象征着那位年轻学生的爱好和梦想。后来,国内外的开源硬件浪潮．让四轴飞行器成为了家喻户晓的耀眼明星。     

基于STM32的四旋翼飞行器飞行控制板设计

文章针对四旋翼飞行器,设计了一种基于STM32微控制器的飞行控制板。以ARM cortex-m4内核微处理器作为主控单元,对飞行控制板进行了模块化设计,并给出了各模块中芯片的选型依据。软件设计采用滤波融合算法获得四旋翼飞行器的姿态,除了基本的姿态检测外,还添加了无线数据传输、高度测量的功能。通过ARHS软件模拟出姿态融合后图像,结果表明设计的飞行控制板解算的姿态误差较小。     

小型四旋翼飞行器控制系统的设计与实现

当今四旋翼无人机得到了广泛的应用,如管网、巡视、航拍测绘等,与此同时四旋翼市场呈现出小型化的发展趋势。为了提供更多轻便型四旋翼的学习参考,文章设计了一款小型四旋翼飞行器,采用了STM32F103C8T6为主控制器,通过MPU6050传感器获取机体的飞行姿态,系统应用了串级PID控制算法实现了对四旋翼飞行器飞行姿态的调节。实验结果表明,系统较为稳定,该飞行器在飞行运动的过程中姿态较为稳定。     

四旋翼无人飞行器设计与姿态控制算法研究

为改变传统以单片机为处理器的四旋翼无人飞行器的控制方式,提出基于STM32飞行控制系统的四轴飞行器的设计。主要包括飞行器的硬件构成、软件设计、姿态控制算法等。并通过仿真比较实现姿态控制计算算法的最优化选取,保证了飞行器的高稳定性和高实时性,实现了飞行器飞行模态的控制要求。     

四轴飞行器同步控制策略研究

四轴飞行器具有不稳定和强耦合等特点,除受自身机械结构和旋翼空气动力学影响外,也易受到外界的干扰。针对四轴飞行器自身的这种特性约束,文章在原有滑模控制的基础上,提出一种同步控制策略,通过对四轴飞行器的轴向电机进行同步控制,实现了四轴飞行器的平稳飞行控制,可在一定程度上减少四轴飞行器在飞行过程中因外部不可控扰动造成的损失。     

基于STC15 MCU的微型四轴飞行器设计

微型四轴飞行器属于旋翼式飞行器,具有体积小、结构简单、设计成本低等优点,在军事探测、信息采集、增强通信节点等方面应用广泛。设计采用STC15W4K58S4芯片作为微型四轴飞行器的控制核心,以NRF24L01实现无线遥控通信、MPU6050陀螺仪进行姿态监测,采用互补滤波器原理设计姿态融合算法,同时采用PID增量控制算法调整PWM输出占空比,实现对飞行器电机转速的控制。经过测试可实现对飞行器的姿态控制。     

四轴飞行器的动力学建模和位置控制研究

基于四轴飞行器的应用价值,国内开始了针对性研究,其中四轴动力学模型的建立和飞行控制,是研究难点。文中建立了四轴动力学模型,并结合基于加速度积分计算的空间追踪模型与改进型PID控制算法,设计了四轴飞行位置控制系统。同时,利用Matlab/Simulink模块对控制系统进行了仿真,验证了其控制性能。     

基于STM32的四轴飞行器遥控与智能防撞设计

四轴飞行器具有结构简单、能耗低、体积小等优点,在多处领域被使用。在复杂环境中飞行,遇到障碍物时,通过人为操纵飞行器不断改变飞行状态避开障碍物难度较大,该设计利用6路超声波检测模块计算障碍物位置,实现自动避障。具有灵活性强、稳定性高等特点,大大降低了飞机坠机的风险。     

基于ANSYS的四轴飞行器机架振动分析

四轴飞行器为多轴飞行器的一种,是近些年来新兴的智能微型飞行器方面的热点之一,具有结构简单、空中动作灵活、反应迅速、可悬停等特点。由于其结构简单但功能强大,为保证其安全飞行,有必要研究其结构强度,特别是机架。本文基于四轴飞行器不稳定、非线性、强耦合等特性,利用ANSYS有限元分析软件对机架在桨叶高速运行时进行振动分析。     

自制微型四轴飞行器（飞控篇）

思想是生命的灵魂,四轴飞行器的飞行控制系统有着与硬件同等重要的地位。飞行控制系统用于将姿态传感器的数据进行处理,运用惯性导航中的算法,计算出飞行器的飞行姿态,再结合遥控器操控数据、给飞行器动力系统发送控制命令。四轴飞行器的姿态和位置存在耦合关系（俯仰和横滚直接引起机体向前、后、左、右移动）,如果精确控制飞行的姿态,则采用一股控制规律就足以实现对其位置与速度的控制。     

四旋翼飞行器设计与平稳控制仿真研究

近年来,军用和民用市场的广阔应用需求和独特的优势促进了四旋翼飞行器(Quadrotor Helicopter)的发展。根据自主设计制作的样机,建立了四旋翼飞行器的动力学和动力系统动力学模型,并把卡尔曼滤波器应用于姿态解算,PID控制器用于姿态控制。仿真和试飞结果表明,所提出的控制策略是可行的,验证了动态模型建立的有效性。     

基于AVR单片机的四旋翼飞行器的设计

四旋翼飞行器具有机械结构简单、成本低、事故率低、重量轻等优点,因此应用前景广泛。文章以Arduino Mega2560单片机为核心控制器设计一架小型四旋翼飞行器。首先,通过主控制器、惯性测量单元、遥控通信模块、电源与驱动模块完成系统的硬件结构设计。其次,采用卡尔曼滤波来消除干扰,以及利用四元数算法解算出飞行姿态角控制电机的转速,并通过双闭环串级PID控制来调节飞行器的平衡性。最后采用C语言编写控制程序,软硬件联机调试并进行实地飞行测试。测试结果证明,四旋翼飞行器可以很好地平稳起飞,并且可以完成自稳、悬停等运作,达到了设计目的。     

基于梯度下降法和双环PID的四旋翼飞行器的研究与设计

四旋翼飞行器凭借其灵活的操控性、较小的地域局限性等优势,在军事、民用和科学研究等诸多领域受到了越来越多的关注。目前国内大部分无人机的研究重点在于如何让飞行器飞的更高更远,飞行时间更长。而该设计的着重点是飞行器飞得更低更稳。在飞行过程中,飞行器通过超声波测距技术实现飞行器的近地贴地表飞行,采用梯度下降法对飞行器的姿态进行解算,双环PID控制,进一步提高了系统的稳定性。结果表明,系统可实现3~50 cm之间超低空近地稳定飞行。     

四旋翼飞行器悬停算法设计与实现

针对四旋翼飞行器悬停困难的问题,从外力平衡与外力矩平衡两点出发,根据牛顿-欧拉方程对悬停状态下的飞行器建立动力模型,利用PID控制理论进行回路控制,设计了四旋翼飞行器的悬停算法。现场飞行测试结果为飞行器在水平范围±2 m、垂直范围±1 m的空间范围内漂移,实现了飞行器的悬停功能。     

四轴飞行器DIY

电机、电调、桨的选择 第一次选择电机时,我选择的是有刷电机。原因很简单．不需要复杂的电调,直接用MOS管就可以驱动,而且响应速度快．价格又便宜。可惜没有买到合适的有刷电机,只好用减速组配高转速电机。这样一来成本反而高了,而且在实际测试时电机里面火花直冒,也无法将四轴飞行器拉离地面。原因就是电机转速和减速组搭配不合理,转速过快,拉力却不够。     

自制低成本四轴航拍飞行器

我是一名在校大学生,从小就喜欢动手制作。在网上看了关于四轴飞行器的视频和去年“瑞萨杯”2013全国大学生电子设计竞赛的国赛选题本科组四轴自主飞行器（B题）,激起了我制作四轴飞行器的愿望。