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《基于avr單片機的四旋翼飛行器設(shè)計制作》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、畢業(yè)設(shè)計(論文)題目小型四旋翼飛行器控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)專?業(yè)?班?級學(xué)???號姓?名指導(dǎo)教師學(xué)院名稱小型四旋翼飛行器控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)DesignandImplementationofControlSystemforAQuadrotorUAV學(xué)生姓名:武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)摘要四旋翼飛行器是一種能夠垂直起降的多旋翼飛行器,它非常適合近地偵察、監(jiān)視、航拍、農(nóng)業(yè)播撒任務(wù)。國外某些科技公司，如亞馬遜，正在開發(fā)研究利用多旋翼飛行器進行快遞投送等自動化的物流業(yè)務(wù)，可見其具有廣泛的軍事和民事應(yīng)用前景。但是四旋翼飛行器控
2、制難度較大,難點在于飛行器具有欠驅(qū)動、多變量、非線性等比較復(fù)雜的特性。因此四旋翼飛行器的建模與控制也成了控制領(lǐng)域的熱點和難點。四旋翼飛行器有各種的運行狀態(tài),比如:爬升、下降、懸停、滾轉(zhuǎn)運動、俯仰運動、偏航運動等。本文采用牛頓-歐拉模型來描述四旋翼飛行器的飛行姿態(tài)。本文限于作者能力未對四旋翼飛行器的機架結(jié)構(gòu)和動力學(xué)特性做詳盡的分析和研究,而是一定程度上簡化了四旋翼飛行器的數(shù)學(xué)模型，在一定姿態(tài)角度內(nèi)近似將其看作線性系統(tǒng)，以方便使用PID控制算法對飛行器在空中的三個歐拉角進行控制。本文提出了四旋翼飛行器的系統(tǒng)設(shè)計方案,
3、設(shè)計了四旋翼飛行器的機械結(jié)構(gòu),對其進行了模塊化設(shè)計,按照功能分別設(shè)計了姿態(tài)檢測單元、姿態(tài)控制單元和執(zhí)行單元三個模塊。參考國際上四旋翼開源項目,基于AVR8位單片機Atmega328p、MPU6050IMU模塊進行了硬件選型、電路設(shè)計與制作、軟件代碼的編寫及調(diào)試。最終實現(xiàn)較好的控制結(jié)果。關(guān)鍵詞：Atmega328p；MPU6050IMU模塊；PID控制；IIC總線；C語言III武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)AbstractThequad-rotorisaVTOLmulti-rotoraircraft.Itisvery
4、fitfortheusageofreconnaissancemission,monitoringtask，aerialphotographingandsowingnear-Earth.What`smoreexcitingthatsomeforeigntechnologycompany，suchasAmazon.com，isdevelopingthewaytodelivercommodityviaQuadrotorUAV,soitcanbeknownthatQuadrotorUAVwillbeusedinwider
5、angeofmilitaryandcivilianapplications.Thequad-rotorisunder-actuated,multivariable,stronglycoupled,nonlinear,anduncertaintiescomplexfeaturessystem.Themodelingandcontrollinghavebecomeahotanddifficultyinthecontrolfield.AnovelsystemdesignofQuadrotorispresentedtos
6、olvetheattitudecontrolproblemforaQuardrotorUAV.Thenoveldesigndividedthesystemintothreemodules:attitudedetection、stabilitycontrolandactuatormodule.ReferencingtomanyopensourceprojectsregardingQuadrotorUAVaroundtheworld,Atmega328psinglechip、MPU6050IMUischosenher
7、e,thendesignthecircuitSchematicandmakesPCB,writeanddebugcode.Aftertheseendeavor，testingresultsshowthegoodperformanceofeachunit.IIKeywords：Atmega328p；MPU6050IMU；PID；IICbus；ClanguageIII武漢工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)目錄摘要IAbstractII第一章緒論11.1研究背景11.2四旋翼飛行器的研究現(xiàn)狀21.3四軸飛行器飛行原理4第二章飛行
8、器硬件設(shè)計62.1硬件總體設(shè)計框圖62.2器件選型7第三章飛行器軟件設(shè)計113.1軟件總體設(shè)計框圖113.2初始化模塊113.3遙控接收模塊的PPM解碼123.4電機驅(qū)動模塊143.5傳感器數(shù)據(jù)采集模塊163.6姿態(tài)解算模塊193.7信息綜合與決策控制模塊23第四章系統(tǒng)調(diào)試與實驗294.1PPM解碼調(diào)試294.2電機驅(qū)動PWM波形調(diào)試294.3姿態(tài)解算實驗304.4整機測
