电子设计大赛四旋翼飞行器报告.pdfVIP

选题编号：C题

全国大学生电子设计竞赛

设计报告

选题名称：多旋翼自主飞行器

主办单位：辽宁省教育厅

比赛时间：2015年08月12日08时起

2015年08月15日20时止

摘要

多旋翼飞行器也称为多旋翼直升机，是一种有多个螺旋桨的飞行器。本设计

实现基于ATMEGA328P和R5F100LEA的四旋翼飞行器。本飞行器由飞行控制

模块、导航模块、电源模块和航拍携物模块等四部分组成。主控模块采用

ATMEGA328P芯片，负责飞行姿态控制；导航模块以G13MCU为核心，由陀螺

仪、声波测距等几部分构成，该模块经过瑞萨芯片处理采集的数据，用PID控制

算法对数据进行处理，同时解算出相应电机需要的PWM增减量，及时调整电机，

调整飞行姿态，使飞行器的飞行更加稳定；电源模块负责提供持续稳定电流；航

拍携物模块由摄像头、电磁铁等构成，负责完成比赛相应动作。飞行器测试稳定，

实现了飞行器运动速度和转向的精准控制，能够完成航拍，触高报警，携物飞行，

空中投递等动作要求。

关键词：四旋翼，PID控制，瑞萨

ii

目录

摘要ii

1.题意分析1

2.系统方案1

2.1飞行控制模块方案选择1

2.2飞行数据处理方案选择1

2.3电源模块方案选择2

2.4总体方案描述2

3.设计与论证2

3.1飞行控制方法2

3.2PID控制算法3

3.3建模参数计算3

3.4建立坐标轴计算4

4.电路设计5

4.1系统组成及原理框图5

4.2系统电路图5

5.程序设计