TI杯四旋翼飞行器
2014年TI杯大学生电子设计竞赛报告
A题：四旋翼飞行器
摘要:小型四旋翼飞行器是一种通过对四个旋翼联合驱动而实现垂直起降的无人飞行器，是一个模块化、具有较高硬件灵活性和较好操控性的平台装置，这个平台装置能够为科学实验、工程监控、气象监测、灾害预警等提供很好的应用平台。本文以自制小型电动四旋翼飞行器作为研究平台，通过对MPU6050传感器测得运动数据研究，实现对其空中运动姿态的数学描述，建立完整的动力学模型，并针对姿态解算方法和飞行控制算法展开研究，最终完成飞行器的稳定悬停等研究目标。
关键词：四旋翼飞行器；MPU6050传感器；运动姿态；动力学模型；稳定悬停。
目录
一、系统设计要求................................................ - 1 -
1. 1、任务.................................................. - 1 -
1. 2、设计相关要求.......................................... - 1 -
1.2.1 、基本要求............................. 错误!未定义书签。
1.2.2、发挥部分......................................... - 1 -
二、系统方案论证与选择.......................................... - 1 -
2.1 、系统基本方案.......................................... - 2 -
2.1.1、处理器选取方案.................................... - 2 -
2.1.2、轨迹探测模块选取方案.................. 错误!未定义书签。
2.1.3、高度传感器选取方案................................ - 3 -
2.1.4、平衡传感器选取方案.................... 错误!未定义书签。
2.1.5、电源模块选取方案.................................. - 4 -
2.1.6、电机驱动模块选取方案.............................. - 4 -
2.1.7、加速度模块选取方案.................... 错误!未定义书签。
2.2、系统各模块的最终方案................................... - 5 -
2.2.1、方案描述.......................................... - 5 -
2.2.2、具体方案.......................................... - 5 -
三、系统的硬件设计与实现........................................ - 7 -
3.1、系统硬件的基本组成部分................................. - 7 -
3. 2、主要单元电路的设计.................................... - 7 -
3.2.1、控制电路.......................................... - 7 -
3.2.2、摄像头循迹电路........................ 错误!未定义书签。
3.2.3、超声波测距电路........................ 错误!未定义书签。
3.2.4、电机驱动电路...................................... - 8 -
四、系统软件设计................................................ - 9 -
4.1、基本要求流程图......................................... - 9 -
4.2、超声波发送和接收模块流程图............................. - 9 -
4.3.软件流程图.......................................... - 10 -
4.4.主要算法程序代码.................................... - 11 -
五、系统测试................................................... - 14 -
5.1、测试仪器.............................................. - 14 -
5.2、指标测试.............................................. - 14 -
5.2.1、测试方法和条件................................... - 14 -
5.2.2、测试数据及测试结果分析........................... - 14 -
六、总结....................................................... - 15 -
参考文献................................................... - 16 -
一、系统设计要求
1. 1、任务
（1）设计制作一架能够自主飞行的四旋翼飞行器。
1. 2、设计相关要求
四旋翼飞行器能够完成以下飞行动作：
（1）飞行器能够根据起飞前预置的指令起飞，飞离地面高度应超过30cm，飞行距离（水平）应超过60cm，然后飞行器应能平稳降落。
（2）飞行器能够根据指定（键盘设定）的飞行高度及降落地点（方向及距离）连续稳定地完成起飞、指定高度水平飞行、平稳降落等动作。
（3）飞行器能够根据起飞前预置的指令垂直起飞，起飞后能够在50cm以上高度平稳悬停5s以上，然后再平稳缓慢降落到起飞地点；起飞与降落
地点水平距离不超过30cm。
（4）其他自主发挥设计的飞行动作。
二、系统方案论证与选择
根据题目要求，系统可以划分为电源部分、传感器部分、控制部分、电机驱动部分；其中电源部分：3.7V1200mA锂电池。模块框图如图2所示。
图2 系统模块框图
2.1 、系统基本方案
为比较方便和经济实惠和可行的实现各模块的功能，分别作以下几种不同的设计方案并进行论证。
2.1.1、处理器选取方案
方案一、
采用比较普及的ｃ５１处理器，51 单片机比较普及，价格低廉，学习资料比较多，易于自主的学习与掌握，而且这方面的图书和教材比较多，学习资料易于获取。但是由于飞行器飞行时MCU需要高速的处理各个传感器发送来的数据并及时的发出控制信号调节控制试飞行器能够平稳飞行，而C51在处理速度和运算能力上远远满足不了飞行器飞行时岁数据的处理需求。故舍去该方案。
方案二、
采用FPGA，FPGA是操控层次更低,所以自由度更大的芯片，对FPGA的编程在编译后是转化为FPGA内的连线表，相当于FPGA内提供了大量的与非门、或非门、触发器（可以用与非门形成）等基本数字器件，编程决定了有多少器件被使用以及它们之间的连接。只要FPGA规模够大，这些数字器件理论上能形成一切数字系统，包括单片机甚至CPU。FPGA在抗干扰，速度上有很大优势。但是FPGA的价格较贵，电路设计比较难且其引脚密集，不利于焊接。故舍弃去该方案。
方案三、
采用ARM公司的STM32F103C8T6处理器进行数据处理，STM32F103处理器系列STM32F103C8T6，核心处理器：ARM32位Cortex-M3 CPU，芯体尺寸：32-位速度：72MHz；连通性：2个IIC接口，5个USART接口（，3个SPI接口（18 Mbit/s），两个和IIS复用，CAN接口，USB 2.0全速接口，SDIO接口，外围设备：定时器，ADC，DAC，SPI，IIC和UART；程序存储器容量：64KB；
程序存储器类型：32-512KB的Flash存储器；6-64KB的SRAM存储器；电压- 电源(Vcc/Vdd)：2.0-3.6V，用ARM处理器可比较方便简单的操作。在处理数据的速度能力上也能够满足飞行器在飞行时对数据处理的要求。
综合考虑方案三更符合实际情况相对易于实现，故采用第三套方案。
2.1.2、传感器模块选取方案
方案一
只采用三轴加速度传感器，三轴加速度传感器具有体积小和重量轻特点，可以测量空间加速度，能够全面准确反映物体的运动性质，在航空航天、机器人、汽车和医学等领域得到广泛的应用。三轴加速度传感器的好处就是在预先不知道物体运动方向的场合下，只有应用三维加速度传感器来检测加速度信号。但是采用三轴加速度传感器，须将采集到的信号进行计算，由于飞行器在飞行过程中，当三个方向上的加速度为零时,根据牛顿第二定律飞行器有可能处于匀速延某一方向运动或静止状态,无法有效的判断飞行器具体是那种状态，会产生不可预定的情况。另外单凭三轴加速度传感器无法保持飞行器的平衡，无法实现飞行器的原地悬停及飞行过程中的平衡调整，而且需要的计算量会很大，故舍去该方案。
方案二
采用MPU6050 9轴运动处理传感器，它集成了3轴MEMS陀螺仪，3轴MEMS加速度计，以及一个可扩展的数字运动处理器DMP，可用I2C接口连接一个第三方的数字传感器，比如磁力计。MPU6050对陀螺仪和加速度计分别用了三个16位的ADC，将其测量的模拟量转化为可输出的数字量。为了精确跟踪快速和慢速的运动，传感器的范围都是用户可控的。一个片上1024字节的FIFO 有助于降低系统功耗。陀螺仪是一种空间相角传感器，主要检测空间某些相位的倾角变化、位置变化，主要用于空间物理领域，特别在航空、航海方面有较多的用途，如：飞机上的陀螺仪，当飞机在做360°翻转的时候，陀螺仪将会保持原始的基准状态不变。陀螺仪传感器最主要的特性是它的稳定性和进动性，可以测出飞行器行进方向及进行平衡调整，可以实现飞行器的悬停，以及姿态调整。由于本系统是四旋翼飞行器，所以需要较高的稳定性，因此采用此传感器。
综合考虑方案二更利于实现，故采用第二套方案。
2.1.5、电源模块选取方案
方案一
采用四节电池供电，经三端稳压器7805稳压后送给MCU和光电对管等需要５Ｖ供电的部分，驱动四个电机。该方案简单，但是电池在用一段后会有一个管压降，使得电路得到的电压不稳定，不利于PWM 调速。而且，电池的重量过大，容量小，飞行时间过短，内阻会随使用时间增大，驱动电机的电流变小甚至不稳定，不利于飞行器的飞行，此外，废旧电池会对环境造成污染，不利于环保。
方案二
采用高性能聚合物锂离子电池，可以提供3.7V以上的电压，经过整流滤波之后供给MCU、传感器、直流电机等直接使用。该方案解决了电池重量的影响，此电池电容量大，足以让飞行器工作数十分钟，不存在电压不足而导致飞行器不稳定的情况，可以充电循环利用，有利于环境保护，且达到本系统的基本设计要求。故采用此方案。
综合考虑方案二更利于实现，故采用第二套方案。
2.1.6、电机驱动模块选取方案
方案一
采用S8050三极管为驱动元件构成驱动电路，8050是非常常见的NPN型晶体三极管，在各种放大电路中经常看到它，应用范围很广，主要用于高频放大。也可用作开关电路。但是S8050内有一定大小阻值，会减小通过电机的电流，这样就减小了飞行器的最大升力。可能导致飞行器无法起飞，故舍去此方案。
方案二
采用场效应管管SI2300为驱动元件构成驱动电路，SI2300是一种MOS管，
其广泛应用于广泛应用于电池充电器，普通电源，智能开关电源，灯具，功率开关，LED，车载，玩具，电动车，电脑主板等方面，使用该场效应管内阻值相比NPN型三极管8050低，可降少功耗，且其具有开关作用，适合小于500mA的电流通电，符合该电路设计，故选取此方案。
综合考虑方案二更利于实现，故采用第二套方案。
2.2、系统各模块的最终方案
经过仔细分析和论证，决定了系统各模块的最终方案如下：
2.2.1、方案描述
四翼飞行器本身是围绕MCU组织起来的。MCU的任务是读取物理传感器（MPU6050传感器）的测量结果，给出控制信号控制电机，让飞行器起飞，通过一个控制反馈回路，CPU对电机发送调节转速的指令使飞行器平稳飞行并保持一定高度。
控制程序向四翼飞行器发送飞行命令。我们也有调节飞行器上控制参数的程序模块，并且会记录下传感器的测量结果，方便调整控制回路。
2.2.2、具体方案
（1）控制模块：采用ARM公司的STM32F103C8T6为主控芯片。
（2）传感器模块：MPU6050传感器。
（3）电源模块：采用3.7v1200mah锂电池电源直接供电。
（4）电机模块：采用空心杯直流电机。
（5）电机驱动元件：SI2300等。
2.2.3、控制算法介绍
（1）电机速度控制算法PWM
脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉
宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
脉宽调制（PWM）基本原理：控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑且低次谐波少。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，即可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。
PWM的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的，无需进行数模转换。让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时，也才能对数字信号产生影响。
在程序设计中，PWM采用4组定时器实现，在一个周期内，由高电平翻转为低电平，高电平占的时间越长，电机的转速越快。假设一个周期为固定值T，高电平占用时间为m (m （2）平衡控制PID算法 在过程控制中，按偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）进行控制的PID 算法是应用最为广泛的一种自动算法。它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单等优点；对于过程控制的典型对象──“一阶滞后+纯滞后”与“二阶滞后+纯滞后”的控制对象，PID算法是一种最优控制。PID调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法，它的参数整定方式简便，结构改变灵活。 三、系统的硬件设计与实现 3.1、系统硬件的基本组成部分 本设计是一个图像、机、电一体的综合设计,在设计中运用了检测技术、自动控制技术和电子技术。系统可分为传感器检测部分和智能控制部分。传感部分包括图像循迹模块、超声波测距模块，智能控制部分包括系统中控制器件根据由传感器变换输出的电信号进行逻辑判断，控制飞行器的电机，完成了飞行器的直线飞行，升高，降落，起飞等各项任务。控制部分包括五个主要单元电路：瑞萨控制电路、电机驱动电路、平衡模块、测距模块、循迹模块。 系统硬件原理框图如图3所示。 图3 原理框图 3. 2、主要单元电路的设计 3.2.1、控制电路 用ARM公司的STM32F103C8T6作为主控芯片，其控制电路原理图如下： 图8 超声波测距原理图 3.2.4、电机驱动电路 利用三极管SI2300、10K电阻和二极管构成一个驱动电路，其工作原理图如下所示： 四、系统软件设计 4.1、基本要求流程图 4.2、超声波发送和接收模块流程图 超声波发送和接收模块流程图如图14所示。 图 a 发送模块流程图图 b 接收模块流程图 图13 超声波发送和接收模块流程图 4.3.软件流程图 4.4.主要算法程序代码 #include"r_cg_macrodriver.h" #include"r_cg_cgc.h" #include"r_cg_intc.h" #include"r_cg_serial.h" #include"r_cg_userdefine.h" #include"mytype.h" extern float faccx,faccy,faccz,fgyrox,fgyroy,fgyroz; extern void task_mpu6050(void); extern U8 get_mpu6050_mode(void); extern void atttitude_calculate(unsigned int timer_us,float gx,float gy,float gz); extern void q4_to_euler_rpy(Q4 *dat,RPY* ang); extern void curatt_init(void); extern Q4 curattX; extern RPY currrpy; void R_MAIN_UserInit(void); void main(void) { R_MAIN_UserInit(); curatt_init(); while (1U) { task_mpu6050(); if(OK==get_mpu6050_mode()) { atttitude_calculate(4000,fgyrox,fgyroy,fgyroz); q4_to_euler_rpy(&curattX,&currrpy); } ; } } void R_MAIN_UserInit(void) { EI(); } #include"mytype.h" #include"math.h" Q4 curattX={1,0,0,0}; RPY currrpy={0,0,0}; float math_rsqrt(float number) { long i; float x2, y; x2 = number * 0.5F; y = number; i = * ( long * ) &y; i = 0x5f3759df - ( i >> 1 ); y = * ( float * ) &i; y = y * ( 1.5F - ( x2 * y * y ) ); return y; } void curatt_init(void) { curattX.w = 1; curattX.x = 0; curattX.y = 0; curattX.z = 0; } void atttitude_calculate(unsigned int timer_us,float gx,float gy,float gz) { float a_rsqrt; float qa,qb,qc; float timesec=timer_us*0.000001; gx *= (0.5f * timesec); gy *= (0.5f * timesec); gz *= (0.5f * timesec); qa = curattX.w; qb = curattX.x; qc = curattX.y; curattX.w += (-qb * gx - qc * gy - curattX.z * gz); curattX.x += (qa * gx + qc * gz - curattX.z * gy); curattX.y += (qa * gy - qb * gz + curattX.z * gx); curattX.z += (qa * gz + qb * gy - qc * gx); a_rsqrt = math_rsqrt(curattX.w*curattX.w + curattX.x*curattX.x + curattX.y*curattX.y + curattX.z*curattX.z); curattX.w *= a_rsqrt; curattX.x *= a_rsqrt; curattX.y *= a_rsqrt; curattX.z *= a_rsqrt; } void q4_to_euler_rpy(Q4 *dat,RPY* ang) { float gx, gy, gz,x_2,w_2; gx = 2 * (dat->x*dat->z - dat->w*dat->y); gy = 2 * (dat->w*dat->x + dat->y*dat->z); x_2 = dat->x*dat->x; w_2 = dat->w*dat->w; gz = w_2 -x_2 - dat->y*dat->y + dat->z*dat->z; gz*= gz; ang->yaw = -1*atan2(2*dat->x*dat->y - 2*dat->w*dat->z, 2*w_2 + 2*x_2 - 1); ang->roll =-1* atan(gx* math_rsqrt(gy*gy + gz)); ang->pitch = atan(gy* math_rsqrt(gx*gx + gz)); } 五、系统测试 5.1、测试仪器 表2 测试使用的仪器设备 5.2、指标测试 5.2.1、测试方法和条件 在硬件电路设计时用万用表测试元件的阻值，电压，电流等。用示波器看电路上产生的信号以及信号的特征值。秒表测试飞行器起飞和飞行时间是否达到要求。米尺在做安全框时测量尺寸和飞机飞行的高度。在整个测量过程中始终要有安全框来保护测量人员的安全，但是安全框不能影响观察的视线，直到测量结束才能撤去。 5.2.2、测试数据及测试结果分析 ⑴计时精度分析 由于飞行器在空中的难控制性和题目要求决定测量时间只要能大于一定是的值即可并不需要精确到固定的值，飞行的高度只要大于一米小于两米即可，左右摆动不得超过一米五，并且飞行过程中以不碰到安全框为原则。飞行时间完全符合要求。 （2）超声波测距分析 安全框内的最大高度测量距离为两米，超声波在空气中的速度以300M/S计算其误差非常小完全符合飞行器的飞行高度要求。 （3）摄像头定位测试 在测试之前把A区和B区的图像信息存储在MCU中，飞行器在飞行过程中只要检测到飞行在A区或者B区上方则控制电机转速缓慢降落在指定区域内，在实际测试中虽然不能降落在正中心但是还是降落在指定区域内即能符合要求。 六、总结 本系统以瑞萨RL78/G13芯片为核心控制部件，配合以陀螺仪，三轴加速度，摄像头超声波等传感器协调工作来控制电机的转速。利用光电、超声波检测等技术，和一套独特的编程控制实现飞行器的起飞，平衡保持，避开障碍物，定点降落的功能，最终使飞行器完成竞赛题目中的基本任务要求。在系统设计过程中，力求硬件线路简单，节能环保，充分发挥软件编程方便灵活的特点，来满足系统设计要求。 有付出就会有收获。在这暑假一个多月里，我们放弃回家和去玩的机会，选择留在学校学习和做设计为这次比赛做准备。功夫不负有心人，我们成功地完成了四天三夜的全国大学生电子设计竞赛。在本次竞赛的过程中，遇到了许多事先未曾预料的情况和各种困难，设计制作难度较大，但通过查找资料、仔细分析和自我调整讨论后独立的解决了问题。在设计的过程中，我们团队团结合作，相互帮助，努力奋斗，在大家的共同努力下我们成功的完成了这次的竞赛。在整个过程中我们深刻得体会到共同协作和团队精神的重要性，提高了自己发现问题，分析问题，解决问题的能力也从中学习到了很多专业方面以及以前从来没有涉及到的知识，积累了软硬件设计的经验，极大的开阔了眼见，培养了在电子设计方面的兴趣，丰富了校园生活，增强了自信，启发的我们的思维。 当今社会，科学技术日新月异，信息技术革命的深入和计算机技术的飞速发展，时代前进的步伐越迈越宽，虽然这是人类科技的进步，但是对于我们大学生触动还是很大，我们也希望依靠我们的智慧和毅力，对于人工智能慢慢的研究，而此全国大学生电子设计竞赛则给了我们很好的实践机会。 参考文献 （1）瑞萨快速入门学习视频和入门教材。 （2） RL78/G13开发套件MCU板原理图。 （3）瑞萨R8C/1A、1B单片机原理和应用刘正清华大学。 （4）瑞萨M16C/62P单片机原理和应用(附盘) 矢野敏之。 （5）瑞萨M16C/62P单片机原理和应用清华大学出版社。 （6）《瑞萨R8C/11单片机原理和应用》（日）铃木诚常清璞。（7）《瑞萨H8-SLP单片机原理和应用》（日）冈村雅一。 （8） GY-50-L3G4200三轴陀螺仪资料。 （9） OV7670摄像头资料。 （10） DAXL345三轴加速度传感器资料。 摘要 四轴飞行器是一种结构紧凑、飞行方式独特的垂直起降式飞行器，与普通飞行器相比，具有结构简单、故障率低和单位体积能够产生更大升力等优点，所以在军事和民用多个领域都有广阔的应用前景，非常适合在狭小空间内执行任务。 本设计采用stm32f103zet6作为主控芯片，3轴加速度传感器mpu6050作为惯性测量单元，通过2.4G无线模块和遥控板进行通信，最终使用PID控制算法以PWM方式控制电子调速器驱动电机实现了四轴飞行器的设计。 关键词：四轴飞行器,stm32;mpu6050,2.4G无线模块.PID.PWM Abstract Quadrocopter has broad application prospect in the area of military and civilian because of its advantages of simple structure. Small size, low failure rate, taking off and landing ertically . etc. it is suitable for having task in narrow space. This design uses STM32f103zet6 as the master chip, and triaxial accelerometer mpu6050 inertial measurement unit, via 2.4G wireless module and remote control panel for communication. Finally using pid control algorithm with pwm drives the electronic speed controller to change moto to realize the design of quadrocopter. Key word : quadrocopter,stm32,mpu6050,2.4G wireless module ;pid; pwm 2015年全国大学生电子设计竞赛多旋翼自主飞行器（C题） 2015年8月15日 摘要 本文对四旋翼碟形飞行器进行了初步的研究和设计。首先，对飞行器各旋翼的电机选择做了论证，分析了实际升力效率与PWM的关系并选择了此样机的最优工作频率，并重点对飞行器进行了硬件和软件的设计。 本飞行器采用瑞萨R5F100LEA单片机为主控制器，通过四元数算法处理传感器MPU6000采集机身平衡信息并进行闭环的PID控制来保持机身的平衡。整个控制系统包括电源模块、传感器检测模块、电机调速模块、飞行控制模块及微处理器模块等。角度传感器和角速率传感模块为整个系统提供飞行器当前姿态和角速率信号，构成飞行器的增稳系统。本系统经过飞行测试，可以达到设计要求。关键字：R5F100LEA单片机、传感器、PWM、PID控制。 目录 1系统方案 (1) 1.1电机的论证与选择 (1) 1.2红外对管检测传感器的论证与选择 (1) 1.3电机驱动方案的论证与选择 (2) 2系统控制理论分析 (2) 2.1控制方式 (2) 2.2 PID模糊控制算法 (2) 3控制系统硬件与软件设计 (4) 3.1系统硬件电路设计 (4) 3.1.1系统总体框图 (4) 3.1.2 飞行控制电路原理图 (4) 3.1.3电机驱动模块子系统 (5) 3.1.4电源 (5) 3.1.5简易电子示高模块电路原理图 (6) 3.2系统软件设计 (6) 3.2.1程序功能描述与设计思路 (6) 3.2.2程序流程图 (6) 4测试条件与测试结果 (7) 4.1 测试条件与仪器 (7) 4.2 测试结果及分析 (7) 4.2.1测试结果(数据) (7) 4.2.2测试分析与结论 (8) 附录1：电路图原理 (9) 附录2：源程序 (10) 四旋翼自主飞行器(B题) 摘要 系统以R5F100LE作为四旋翼自主飞行器控制的核心，由电源模块、电机调速控制模块、传感器检测模块、飞行器控制模块等构成。飞行控制模块包括角度传感器、陀螺仪，传感器检测模块包括红外障碍传感器、超声波测距模块、TLS1401-LF模块，瑞萨MCU综合飞行器模块和传感器检测模块的信息，通过控制4个直流无刷电机转速来实现飞行器的欠驱动系统飞行。在动力学模型的基础上，将小型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。 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................................................................................................. - 3 - 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................................................................................................................. - 5 - 3.1飞行控制电路设计.................................................................................................................. - 5 - 3.2 电源模块................................................................................................................................. - 6 - 3.3 电机驱动模块......................................................................................................................... - 6 - 3.4 传感器检测模块..................................................................................................................... - 7 - 4 系统的程序设计......................................................................................................................... - 8 - 5 测试与结果分析......................................................................................................................... - 9 - 5.1 测试设备................................................................................................................................. - 9 - 5.2 测试结果................................................................................................................................. - 9 - 6 总结........................................................................................................................................... - 10 - 附录A 部分程序清单.................................................................................................................. - 11 - 四旋翼飞行器结构和原理 1.结构形式 旋翼对称分布在机体的前后、左右四个方向，四个旋翼处于同一高度平面，且四个旋翼的结构和半径都相同，四个电机对称的安装在飞行器的支架端，支架中间空间安放飞行控制计算机和外部设备。结构形式如图1.1所示。 .工作原理 四旋翼飞行器通过调节四个电机转速来改变旋翼转速，实现升力的变化，从而控制飞行器的姿态和位置。四旋翼飞行器是一种六自由度的垂直升降机，但只有四个输入力，同时却有六个状态输出，所以它又是一种欠驱动系统。 四旋翼飞行器的电机1和电机3逆时针旋转的同时，电机2和电机4顺时针旋转，因此当飞行器平衡飞行时，陀螺效应和空气动力扭矩效应均被抵消。 在上图中，电机1和电机3作逆时针旋转，电机2和电机4作顺时针旋转，规定沿x轴正方向运动称为向前运动，箭头在旋翼的运动平面上方表示此电机转速提高，在下方表示此电机转速下降。 （1）垂直运动：同时增加四个电机的输出功率，旋翼转速增加使得总的拉力增大，当总拉力足以克服整机的重量时，四旋翼飞行器便离地垂直上升；反之，同时减小四个电机的输出功率，四旋翼飞行器则垂直下降，直至平衡落地，实现了沿z轴的垂直运动。当外界扰动量为零时，在旋翼产生的升力等于飞行器的自重时，飞行器便保持悬停状态。 （2）俯仰运动：在图（b）中，电机1的转速上升，电机3 的转速下降（改变量大小应相等），电机2、电机4 的转速保持不变。由于旋翼1 的升力上升，旋翼3 的升力下降，产生的不平衡力矩使机身绕y 轴旋转，同理，当电机1 的转速下降，电机3的转速上升，机身便绕y轴向另一个方向旋转，实现飞行器的俯仰运动。 （3）滚转运动：与图b 的原理相同，在图c 中，改变电机2和电机4的转速，保持电机1和电机3的转速不变，则可使机身绕x 轴旋转（正向和反向），实现飞行器的滚转运动。 （4）偏航运动：旋翼转动过程中由于空气阻力作用会形成与转动方向相反的反扭矩，为了克服反扭矩影响，可使四个旋翼中的两个正转，两个反转，且对角线上的各个旋翼转动方向相同。反扭矩的大小与旋翼转速有关，当四个电机转速相同时，四个旋翼产生的反扭矩相互平衡，四旋翼飞行器不发生转动；当四个电机转速不完全相同时，不平衡的反扭矩会引起四旋翼飞行器转动。在图d中，当电机1和电机3 的转速上升，电机2 和电机4 的转速下降时，旋翼1和旋翼3对机身的反扭矩大于旋翼2和旋翼4对机身的反扭矩，机身便在 四轴飞行器的建模与仿真 摘要 具有广泛的军事和民事应用前景。本文根据对四旋翼飞行器的机架结构和动力学特性做详尽 的分析和研究，在此基础上建立四旋翼飞行器的动力学模型。四旋翼飞行器有各种的运行状 态,比如：爬升、下降、悬停、滚转运动、俯仰运动、偏航运动等。本文采用动力学模型来描 述四旋翼飞行器的飞行姿态。在上述研究和分析的基础上 是通过对飞行器的飞行原理和各种运动状态下的受力关系以及参考牛顿 真模型，模型建立后在 Matlab/simuli nk 软件中进行仿真。 关键字：四旋翼飞行器，动力学模型，Matlab/simulink Modeling and Simulating for a quad-rotor aircraft ABSTRACT The quad-rotor is a VTOL multi-rotor aircraft. It is very fit for the kind of reconnaissanee mission and monitoring task of near-Earth, so it can be used in a wide range of military and civilia n app licati ons. In the dissertati on, the detailed an alysis and research on the rack structure and dyn amic characteristics of the laboratory four-rotor aircraft is showed in the dissertatio n. The dynamic model of the four-rotor aircraft areestablished. It also studies on the force in the four-rotor aircraft flight principles and course of the camp aig n to make the research and an alysis. The four-rotor aircraft has many op erati ng status, such as climb ing, dow ning, hoveri ng and roll ing moveme nt, p itch ing moveme nt and yaw ing moveme nt. The dyn amic model is used to describe the four-rotor aircraft in flight in the dissertati on. On the basis of the above an alysis, modeli ng of the aircraft can be made. Dyn amics modeli ng is to build models un der the principles of flight of the aircraft and a variety of state of moti on, and Newt on - Euler model with reference to the four-rotor aircraft.The n the simulatio n is done in the software of Matlab/simuli nk. Keywords: Quad-rotor ，The dynamic mode, Matlab/simulink 四旋翼飞行器是一种能够垂直起降的多旋翼飞行器 ,它非常适合近地侦察、监视的任务， ,进行飞行器的建模。动力学建模 -欧拉模型建立的仿 冯如杯论文 《四旋翼飞行器的设计与控制》 院（系）名称机械工程及自动化学院 作者姓名薛骋豪 学号35071422 指导教师梁建宏 2008年3月22日 四旋翼飞行器的设计与控制 薛骋豪 摘要 四旋翼直升机，其主旋翼分成前后与左右两组，旋转时方向相反，因此与一般直升机最主要的不同点为四旋翼直升机不需要用尾旋翼来平衡机体。因为四旋翼直升机为不稳定系统，因此需利用旋转专用的感测器：陀螺仪来感知机身的平衡程度并将讯号传送至微控制器，再通过微控制器内部程序的运算产生控制信号来控制机体上四个旋翼的转速，以维持整个机身的平衡促使四旋翼直升机能顺利飞行。 关键词：四旋翼、VTOL（垂直起降）、矩阵控制、 Abstract Quadrotor, its main rotor divides into with two about groups from beginning to end, in opposite direction while rotating, so Quadrotor and does not need to fasten the wing and having the balance organism for four with the end with the main difference of general helicopter. Whether four fasten wing helicopter stable system, need to utilize and rotate the special-purpose detecting device. The gyroscope comes to perceive balancing the degree and conveying the signal to the little controller of the fuselage, and then produce the control signal to control four rotational speed of fastenning the wings on the organism through the operation of the procedure within the little controller, impel four to fly smoothly while Quadrotor for the balance of maintaining the whole fuselage. Key words: Quadrotor、VTOL(Vertical Take-Off and Landing)、matrix control 基于WIFI的智能多功能微型四旋翼飞行器设计 摘要：本文基于WIFI无线传输技术，通过建立四旋翼飞行器的空气动力数学模型，结合实际需求分析，通过单片机总控，各功能模块有机整合，优化软硬件设计，完成最终制作调试，实现飞行器的自由巡航、悬停、降落和视频探测等功能，达到了预期设计目标。 关键词：WIFI;四旋翼;飞行器 1.引言 四旋翼飞行器是一种可以实现垂直起降的旋翼式无人飞行器，具有操控简单，体积小，机动性强，启动快，方便拍摄等优点，能及时地将诸如地震、矿难等特殊现场第一手资料传送回控制中心，帮助我们了解现场状况并作出正确判断[1]。 国外对旋翼式飞行器的研究较多且较深入，我国在该领域的研究起步较晚，成果相对较弱，并且侧重点有所不同，有的侧重数学建模，有的侧重自动控制与研发等等[2]。 本文于是针对自然灾害等特殊现场设计了一种基于WIFI的智能多功能四旋翼飞行器，采用独立控制的四旋翼，升力更大，同时可狭小空间内起降，还具有机械结构简单、机动灵活、操控性高及成本低等优势。 2.建立动力学模型 2.1 坐标变换 四旋翼飞行器的四个旋翼都高速旋转，其所受的空气动力比较复杂，要建立非常准确的空气动力学模型比较困难，为了简化四旋翼飞行器的数学模型，可忽略其弹性形变[3]。为了相对准确的描述飞行器运动状态，建立三维数学坐标系，也叫机体坐标系。OX轴指向地平面方向，由右手定则确定OY轴和OZ轴的方向。用原点O表示飞行器的重心，则OX轴指向飞行器的前方，OY轴指向飞行器的右方，OZ轴指向飞行器的上方。地面三维坐标系与机体坐标系之间存在三个欧拉角：偏航角ψ（沿Z轴方向）、滚动角φ（沿X轴方向）和俯仰角q（沿Y轴方向）。两个坐标系之间的关系如下： ，，（1） 可进一步的转换矩阵得： （2） 经计算可得如下坐标转换公式： 学校名称： 队长姓名： 队员姓名： 指导教师姓名：2013年9月6日 摘要 本次比赛我们需要很好地控制飞行器，让它自主完成比赛应该完成的任务。 本文的工作主要针对微型四旋翼无人飞行器控制系统的设计与实现问题展开。首先制作微型四旋翼无人飞行器实验平台，其次设计姿态检测算法，然后建立数学模型并设计姿态控制器和位置控制器，最后通过实验对本文设计的姿态控制器进行验证。设计机型设计全部由小组成员设计并制作，部分元件从网上购得，运用RL78/G13作为主控芯片，自行设计算法对飞行器进行，升降，俯仰，横滚，偏航等姿态控制。并可以自行起飞实现无人控制的自主四轴飞行器。 关键字：四旋翼无人飞行器、姿态控制、位置控制 目录 第1章设计任务.................................................................................... 错误！未定义书签。 1.1 研究背景与目的........................................................................ 错误！未定义书签。 1.2 .................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.3...................................................................................................... 错误！未定义书签。第2章方案论证.................................................................................... 错误！未定义书签。 2.1...................................................................................................... 错误！未定义书签。 .................................................................................................... 错误！未定义书签。 .................................................................................................... 错误！未定义书签。 2.2 ........................................................................................................... 错误！未定义书签。第3章理论分析与计算........................................................................ 错误！未定义书签。 ........................................................................................................... 错误！未定义书签。第4章测试结果与误差分析................................................................ 错误！未定义书签。 4.1...................................................................................................... 错误！未定义书签。 4.2...................................................................................................... 错误！未定义书签。 4.3...................................................................................................... 错误！未定义书签。 4.4 .................................................................................................... 错误！未定义书签。 ........................................................................................................... 错误！未定义书签。第5章结论心得体会............................................................................ 错误！未定义书签。 5.1 .................................................................................................................. 错误！未定义书签。.................................................................................................................. 错误！未定义书签。 2设计任务： 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 实验报告 课程名称：《机械原理课内实验》 学生姓名：徐学腾 学生学号：1416010122 所在学院：海洋信息工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 报导教师：宫文峰 2016年6 月26 日 实验一四旋翼飞行器实验 一、实验目的 1.通过对四旋翼无人机结构的分析，了解四旋翼无人机的基本结构、工作的原理和传动控制系统； 2. 练习采用手机控制终端来控制无人机飞行，并了解无人机飞行大赛的相关内容，及程序开发变为智能飞行无人机。 二、实验设备和工具 1. Parrot公司AR.Drone 2.0四旋翼飞行器一架； 2. 苹果手机一部； 3. 蓝牙数据传输设备一套。 4. 自备铅笔、橡皮、草稿纸。 三、实验内容 1、了解四旋翼无人机的基本结构； 2、了解四旋翼无人机的传动控制路线； 3、掌握四旋翼无人机的飞行控制的基本操作； 4、了解四旋翼无人机翻转动作的机理； 5、能根据指令控制无人机完成特定操作。 四、实验步骤 1、学生自行用IPHONE手机下载并安装AR.FreeFlight四旋翼飞行器控制软件。 2、检查飞行器结构是否完好无损； 3、安装电沲并装好安全罩； 4、连接WIFI，打开手机AR.FreeFlight软件，进入控制界面； 5、软件启动，设备连通，即可飞行。 6、启动和停止由TAKE OFF 控制。 五、注意事项 1.飞行器在同一时间只能由一部手机终端进行控制； 2. 飞行之前，要检查螺旋浆处是否有障碍物干涉； 3. 飞行之后禁止用手去接飞行器，以免螺旋浆损伤手部； 4. 电量不足时，不可强制启动飞行； 5. 翻转特技飞行时，要注意飞行器距地面高度大于4米以上； 6. 飞行器不得触水； 7. 飞行器最大续航时间10分钟。 2013年全国大学生电子设计竞赛课题:四旋翼自主飞行器（B 题） 【本科组】 2013年9月7日 摘要 为了满足四旋翼飞行器的设计要求，设计了以微控制器为核心的控制系统和算法。首先进行了各单元电路方案的比较论证，确定了硬件设计方案。四旋翼飞行器采用了固连在刚性十字架交叉结构上的4个电机驱动的一种飞行器，以78K0R CPU內核为基础,围绕新的RL78 CPU內核演化而来的RL78/G13作为控制核心，工作频率高达32MHz，工作电压1.6V-5.5V，适合各种类型的消费类电子和工业应用, 满足8/16位微控制器的需求，有助于降低系统功耗，削减总系统的构建成本。采用9926B MOS管芯片的驱动直流电机，该驱动芯片具有内阻小、负载电流大、且控制简单的特性。通过采用MPU-6050整合的3轴陀螺仪、3轴加速器，并含可藉由第二个I2C端口连接其他厂牌之加速器、磁力传感器、或其他传感器的数位运动处理(DMP: Digital Motion Processor)硬件加速引擎，由主要I2C端口以单一数据流的形式，向应用端输出完整的9轴融合演算技术InvenSense的运动处理资料库，可处理运动感测的复杂数据，降低了运动处理运算对操作系统的负荷，实现了四旋翼飞行器运动速度和转向的精准控制。通过HC-SR04超声波测距模块实现了对四旋翼飞行器飞行高度的准确控制。通过激光传感器，实现了四旋翼飞行器沿黑线前进，在规定区域起降，投放铁片等功能，所采用的设计方案先进有效，完全达到了设计要求。 关键词：四旋翼自主飞行器，E18-D50NK光电传感器，寻线，超声波，单片机。 四旋翼自主飞行器（B 题） 【本科组】 1系统方案 本系统主要由电源模块、电机驱动模块、光电循迹模块模块、超声波测高模块、姿态传感器模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。 1.1 电源模块的论证与选择 方案一：采用线性元器件LM7805三端稳压器构成稳压电路，为单片机等其他模块供电，输出纹波小，效率低，容易发热。 方案二：采用元器件2596为开关稳压芯片，效率高，输出的纹波大，不容易发热。 方案三：采用线性元器件2940构成稳压电路，为单片机等其他模块供电，输出纹波小，效率高，不容易发热，综合性能高。 综合以上三种方案，选择方案三。 1.2 电机驱动模块的论证与选择 方案一：采用三极管驱动，由于输出电流很大，容易发热， 方案二：采用L298N电机驱动模块，通过电流大，容易发热，使得电机转速变慢，载重量变小。 方案三：采用场效应管9926B芯片组成的电机驱动模块，驱动能力好。能承受的最大电流为7.5A，符合要求。 综合以上三种方案，选择方案三。 1.3 光电循迹模块的论证与选择 方案一：采用CCD摄像头采集图片经过算法处理循迹，前瞻性比较好、循迹效果好，但是处理程序复杂、成本高。 方案二：采用红外对管，有效距离太短，不能满足实际循迹要求。 方案三：采用E18-D50NK光电传感器，这是一种集发射与接收于一体的光电传感器, 检测距离可以根据要求进行调节。探测距离远、受可见光干扰小、前瞻性较好、抗干扰性较好。 四旋翼飞行器的结构形式和工作原理 1.结构形式 直升机在巧妙使用总距控制和周期变距控制之前，四旋翼结构被认为是一种最简单和最直观的稳定控制形式。但由于这种形式必须同时协调控制四个旋翼的状态参数，这对驾驶员认为操纵来说是一件非常困难的事，所以该方案始终没有真正在大型直升机设计中被采用。这里四旋翼飞行器重新考虑采用这种结构形式，主要是因为总距控制和周期变距控制虽然设计精巧，控制灵活，但其复杂的机械结构却使它无法再小型四旋翼飞行器设计中应用。另外，四旋翼飞行器的旋翼效率相对很低，从单个旋翼上增加拉力的空间是非常有限的，所以采用多旋翼结构形式无疑是一种提高四旋翼飞行器负载能力的最有效手段之一。至于四旋翼结构存在控制量较多的问题，则有望通过设计自动飞行控制系统来解决。四旋翼飞行器采用四个旋翼作为飞行的直接动力源，旋翼对称分布在机体的前后、左右四个方向，四个旋翼处于同一高度平面，且四个旋翼的结构和半径都相同，旋翼1和旋翼3逆时针旋转，旋翼2和旋翼4顺时针旋转，四个电机对称的安装在飞行器的支架端，支架中间空间安放飞行控制计算机和外部设备。四旋翼飞行器的结构形式如图1.1所示。 图1.1四旋翼飞行器的结构形式 2.工作原理 典型的传统直升机配备有一个主转子和一个尾桨。他们是通过控制舵机来改变螺旋桨的桨距角，从而控制直升机的姿态和位置。四旋翼飞行器与此不同，是通过调节四个电机转速来改变旋翼转速，实现升力的变化，从而控制飞行器的姿态和位置。由于飞行器是通过改变旋翼转速实现升力变化，这样会导致其动力部稳定，所以需要一种能够长期保稳定的控制方法。四旋翼飞行器是一种六自由度的垂直升降机，因此非常适合静态和准静态条件下飞行。但是四旋翼飞行器只有四个输入力，同时却有六个状态输出，所以它又是一种欠驱动系统。 用户名 UID Email 请登录后使用快捷导航 没有帐号？注册 窗体顶端 找回密码 密码注册 窗体底端 快捷导航 首页迟些门户开放时，指向门户首页 全部贴汇总 技术贴汇总所有技术性的帖子汇总，方便阅读 非技术汇总所有非技术性的帖子汇总，方便阅读 帮助Help 无图快速版 阿莫电子邮购本论坛由阿莫电子邮购独家赞助 窗体顶端 搜索热搜: 雕刻机阿莫淘金春风电源 窗体底端 本版 用户 amoBBS 阿莫电子论坛?论坛首页? 机械电子? 四轴飞行? 多旋翼直升机(四轴飞行器)之开源整合平台[电路模组原理... / 4 页下一页 返回列表 查看: 15733|回复: 126 多旋翼直升机(四轴飞行器)之开源整合平台[电路模组原理图] [复制链接] 电梯直达 1楼 发表于2011-1-20 12:12:02|只看该作者|倒序浏览 一、相关技术文件: 1. 程式控制基底ATmega 8 ATmega8 技术文件点击此处下载ourdev_611065Q176XE.PDF(文件大小:2.45M) (原文件名: ATmega8_cn.PDF) 2. 无线模组 CC2500 (2.4G Hz 无线IC) 技术文件点击此处下载ourdev_611064KBBYJG.pdf(文件大小:1.26M) (原文件名: cc2500_cn.pdf) RDA T212 (PA+LNA) 技术文件点击此处下载ourdev_611063XH619C.pdf(文件大小:229K) (原文件名: RDA_T212.pdf) RDA ES02 (SP2T Switch )技术文件点击此处下载ourdev_611062ACP4OA.pdf(文件大小:29K) (原文件名: RDA_ES02.pdf) 3. 无刷马达电子调速模组 FDS7764A (N-Channel) 技术文件点击此处下载ourdev_612408FW8MGC.pdf(文件大小:273K) (原文件名:FDS7764A.pdf) TPC810 (P-Channel) 技术文件点击此处下载ourdev_612409Y3Y2UA.pdf(文件大小:293K) (原文件名:TPC8103.pdf) 4. 液晶萤幕显示模组 16x02 (液晶萤幕) 技术文件点击此处下载ourdev_612410MVKKXZ.zip(文件大小:365K) (原文件名:LCD_1602.zip) 5. MAG 9 FOD 飞行姿态感测模组(3轴磁力计＋3轴线性加速计＋3轴陀螺仪) LSM303DLH (磁力计＋线性加速计) 技术文件点击此处下载ourdev_612411H66HEH.zip(文件大小:2.02M) (原文件名:LSM303DLH.zip) IMU-3000 (陀螺仪) 技术文件点击此处下载ourdev_612412ORGL5T.zip(文件大小:1.93M) (原文件名:IMU_3000.zip) 6. GPS模组 U-BLOX NEO-5Q (GPS) 技术文件点击此处下载ourdev_612413K5MRZI.zip(文件大小:3.03M) (原文件名:NEO_5.zip) 7. 超音波测距模组 HIN-232 (RS-232 5V至10V升压IC) 技术文件点击此处下载ourdev_612414E8JL5V.pdf(文件大小:564K) (原文件名:HIN232.pdf) LM-324 (OP) 技术文件点击此处下载ourdev_612415WGYN7Y.pdf(文件大小:599K) (原文件名:LM324.pdf) 二、TWI(I2C) 通讯规划(用于各个电路模组通讯) M8 TWI(I2C) 规划(PDF档) 电路图档(Eagle档) 点击此处下载ourdev_611067JVY9ZR.zip(文 四旋翼飞行器的设计 四旋翼微型飞行器是一种以4个电机作为动力装置.通过调节电机转 速来控制飞行的欠驱动系统;为了实现四旋翼微型飞行器的自主飞行 控制,对飞行控制系统进行了初步设计,并且以C8051F020单片机为计算控制单元,给出了飞行控制系统的硬件设计,研究了设计中的关键技术;由于采用贴片封装和低功耗的元器件,使飞行器具有重量轻、体积小、功耗低的优点;经过多次室内试验,该硬件设计性能可靠,能满足飞行器起飞、悬停、降落等飞行模态的控制要求. 一．微小型四旋翼飞行器的发展前景 根据微小型四旋翼飞行器发展现状和相关高新技术发展趋势， 预计它将有以下发展前景。 1 )随着相关研究进一步深入，预计在不久的将来小型四旋翼飞行 器技术会逐步走向成熟与实用。任务规划、飞行控制、无 G P S 导航、视觉和通信等子系统将进一步健全和完善，使其具有自主起降和全天候抗干扰稳定飞行能力。它未来的主要技术指标：任务半径 5 k m，飞行高度 1 0 0 m，续航时间 1 h ，有效载荷约 5 0 0 g ，完全能够填补目前国际上在该范围内侦察手段的空白。 2 )未来的微型四旋翼飞行器将完全能够达到美国国防预研局对 M A V基本技术指标的要求。随着低雷诺数空气动力学研究的深入，以及纳米和 M E MS 技术的发展，四旋翼 M A V必然取得理论和工程上的突破。它将是一种有 4个旋翼的可飞行传感器芯片，是一 任务与通信等子与能源、动力导航与控制、 ( 个集成多个子系统系统) 的高度复杂ME M S系统；不但能够在空中悬停和向任意方向机动飞行，还 能飞临、绕过甚至是穿过目标物体。此外，它还将拥有良好的隐身功能和信息传输能力。 3 )微小型四旋翼飞行器的编队飞行与作战应 在未来的战争中，微小型四旋翼飞行器的任务之一将是对敌方进行电子干扰并攻击其核心目标。单个微小型飞行器的有效载荷量毕竟有限，难以有效地完成任务，而编队飞行与作战不仅可以极大地提高有效载荷量，还能够增强其突防能力。 二．四旋翼飞行器的国内外研究现状 目前世界上存在的四旋翼飞行器基本上都属于微小型无人飞行器，一般可分为3类：遥控航模四旋翼飞行器、小型四旋翼飞行器以及微型四旋翼飞行器。 (1)遥控航模四旋翼飞行器 遥控航模四旋翼飞行器的典型代表是美国Dfaganflyer公司研制的Dragan．flyer III和香港银辉(silverlit)玩具制品有限公司研制的X．UFO。Draganflyer III是一款世界著名的遥控航模四旋翼飞行器，主要用于航拍。机体最大长度(翼尖到翼尖)76．2cm，高18cm，重481．19：旋翼直径28cm，重69；有效载荷113．29；可持续飞行16--20min。Draganflyer III采用了碳纤维和高性能塑料作为机体材料，其机载电子设备可以控1书1]4个电机的转速。另外，还使用 四轴飞行器制作应用实例大全 玩四轴这个东西，不是发明创造，人家懂只是知道得比你早一点，新手们入手四轴飞行器总是抱怨苦于无人可以指导，可是莫怪我等无言呀，往往一种问题有好几种原因，有时我是这么解决就好了，到你那边就不行了，所以玩四轴还是需要有扎实的基础，下面这些四轴设计实例是玩四轴总结出来的，有些是老前辈传授的，这些都是飞行模友的智慧。玩四轴不要怕当新鸟，老鸟也是新鸟飞出来的。 1. 微型四旋翼航拍器 本四旋翼航拍器采用OV7725C彩色摄像头，飞控板主控芯片为STM32，遥控器主控芯片为STM32，本系统在正常飞行过程中，通过按下遥控器，右键即可拍下此刻的照片，并实时存储到SD卡中，四轴和遥控器均已集成锂电池智能充电功能，通过USB数据线直接插入电脑即可充电。飞行器稳定，算法成熟，适合有一定基础的人开发。 2. mini小型四轴飞行器 网络上的小型四轴飞行器的PCB板都是要打烊的，打样的价格非常昂贵，我们学生党要怎么吧这么复杂的电路自己做出来呢，本人在集成飞小飞机上进行有效的更改，自己用普通做板的方式自己做出来了亲测成功哦。 3. STM32F103T8U6 +MPU6050微型四轴飞行器开源程序和PCB图有上位机 这个微型四轴飞行器使用的是STM32F103T8U6（STM 32F103T8U6数据手册）+MPU6050（MPU6050数据手册）等，开源程序和PCB图、有上位机，分享给大家学习。附件提供了飞行器原理图和PCB、飞行源码、测试程序、上位机软件、相关芯片资料。 4. 基于WiFi通信的四旋翼无人飞行控制器 目标是使用STM32开发板并配合由Altium Designer电路板设计软件绘制的扩展板设计实现一套四旋翼无人飞行器控制器系统，同时完成一套PC端和手机端APP地面站控制软件的编写，并加入GPS进行惯性导航，使飞行器能够在地面站或遥控器的控制下完成平稳高速飞行，并能够实现空中自稳。飞行器能够按地面站规划的路径实现自主巡航，并可携带摄像设备完成空中拍摄任务。四旋翼无人飞行控制器已经经过验证，可以飞起来了，放心使用。 5. STM32 WIFI 四轴飞行器全部资料 采用WIFI技术控制飞行器，简单又方便，只要你有安卓手机就可以了，有做好的安卓AP，直接安装即可，附件有1.有原理图，pcb文件99和AD都可以打开；2.源代码,有STM32源码，有测试程序和主程序，焊接好后方便大家测试用的。采用了RT_THREAD操作系统3.芯片资料；4.wifi开发手册和使用指南；5.有安卓上位机软件，有2.3版本和4.0版本。 6. 匿名迷你四轴飞行器，飞行器里的行家 资源包含主板PCB源码，遥控器源码， CPU: STM32F103CB（STM32F103CB数据手册） 2.4G: NRF24L01（NRF24L01数据手册） 电子罗盘：HMC5883（HMC5883数据手册） 陀螺仪+加速度计：MPU-6050 （MPU-6050数据手册） 电机:7*16基于STM32的四旋翼飞行器设计
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