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西北师范大学第届 研究设计报告 作品名称: 基于嵌入式的四轴飞行器设计 申报学院: 计算机科学与工程学院 指导教师: 王小牛 申报者姓名(集体名称): 马云潮 类别: □社会科学类社会调查报告和学术论文 □科技发明制作A类 科技发明制作B类 关键词:四旋翼飞行器,STM32F103,捷联式惯导,飞行控制系统,四元数 目录 第1章 绪 论............................................................4 第2章 系统方案..........................................................4 第3章 功能与指标........................................................5 第4章 硬件系统设计......................................................5 4.1四轴飞行器供电方案.................................. ..............5 4.2四轴飞行器硬件清单.................................................5 第5章 软件系统设计.....................................................5 5.1四元数计算与姿态角的实现...........................................7 5.2 PID控制设计......................................................10 5.3 PID参数调节......................................................10 第六章 系统调试. .......................................................11 6.1姿态角调试........................................................11 6.2电机控制调试......................................................12 6.3四轴飞行器试飞....................................................13 第七章 系统创新...................................................... ..15 结 论. ..............................................................15 附录A :. ..............................................................16 参考文献. ..............................................................18 绪 论 四轴飞行器是一种利用四个旋翼作为飞行引擎来进行空中飞行的飞行器。进入20世纪以来,电子技术飞速发展四轴飞行器开始走向小型化,并融入了人工智能,使其发展趋于无人机,智能机器人。 本设计主要研究了四轴飞行器的姿态结算和飞行控制,并设计制作了一架四轴飞行器,对关键传感器做了标定,并利用上位机软件进行姿态显示、波形显示、PID调参。微型四旋翼飞行器是一种具有4个对称分布的旋翼由电驱动能垂直起降的飞行器。 具有结构简单稳定性好承载能力强的特点。 针对四旋翼飞行器,设计了一种基于STM32的飞行制器,其具有体积小功耗低硬件和硬件资源丰富,开发效率高成本低等优势.STM32系列处理器是ST公司新推出的一款基于高性能低成本低功耗要求的嵌入式处理器,应用专门设计的ARMCortex-M3低功耗高速内核。STM32丰富的片上资源可满足各类传感器通讯需求。 基于STM32的飞行控制器与传统的飞行
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