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《基于單片機(jī)地微型四旋翼飛行器設(shè)計(jì).doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）[摘要]本文對(duì)微型四旋翼飛行器自平衡算法進(jìn)行研究，詳細(xì)分析了應(yīng)用互補(bǔ)濾波器，進(jìn)行信號(hào)處理的思路和參數(shù)整定過程，應(yīng)用濾波后的數(shù)據(jù)，進(jìn)行飛行器姿態(tài)角度融合，解算出飛行器實(shí)時(shí)的俯仰角、翻滾角、偏航角。在解算出飛行姿態(tài)角度的基礎(chǔ)上應(yīng)用PID算法控制四旋翼飛行器進(jìn)行自平衡懸停及相關(guān)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)控制。硬件上，采用STM32F103作為微控制器，以MPU6050作為四旋翼飛行器姿態(tài)傳感器件，通過AO3402MOS管驅(qū)動(dòng)四個(gè)空心杯電機(jī)改變飛行器姿態(tài)，設(shè)計(jì)結(jié)果是能準(zhǔn)確測量飛行器姿態(tài)并將測量角度輸出給相應(yīng)坐標(biāo)的電機(jī)，進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整。本文將從
2、硬件、軟件初始化、控制算法及調(diào)試等幾個(gè)篇幅詳細(xì)展示整個(gè)微型四旋翼飛行器的制作過程。[關(guān)鍵詞]微型四旋翼飛行器；互補(bǔ)濾波算法；PD控制算法；STM32F103;自平衡煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）Abstract:ThispaperisaresearchaboutalgorithmofQuadrotorMicro-aircraftSelf-balancing.ItwilldetailedanalysistheideaaboutusingComplementaryfilterdealwiththedigitalsignalsandhowtosetth
3、eparamerers.UsingthedataafterfilteringforfusingofQuadrotorattitudeAngleandcalculatingtheQuadrotorMicro-aircraftPitchangle,RollangleandYawangle.Onthebasisofflying-AngleusingPIDalgorithmcontrollingQuadrotorMicro-aircraftachievestheself-balancinghoveringandrelatingmotioncontr
4、ol.HardwareusesSTM32F103asmicrocontroller,withMPU6050asattitudesensorofQuadrotorMicro-aircraft,throughAO3402MOStubedrivingfourhollowcupmotortochangethespacecraftattitude.ThedesignresultcanaccuratelymeasurespacecraftattitudeandoutputthemeasuringAngletothecorrespondingcoordi
5、natesofthemotorandrealizetheattitudeadjustment.ThisarticlewillshowthewholeproductionprocessoftheQuadrotorMicro-aircraftindetailfromthehardware,software,theinitialization,controlalgorithm,debugandsoon.Keywords:Microfourrotoraircraft;Complementaryfilter;PDcontrolalgorithm;ST
6、M32F103;Self-balancing煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）目錄1緒論11.1本課題的研究意義及必要性11.2相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)11.3論文篇幅簡介32四旋翼飛行器系統(tǒng)分析42.1系統(tǒng)基本原理42.2系統(tǒng)功能要求52.3系統(tǒng)可行性分析53四旋翼飛行器總體設(shè)計(jì)73.1功能模塊劃分73.2系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)圖73.3系統(tǒng)流程圖83.4開發(fā)工具和開發(fā)框架介紹83.4.1AltiumDesigner6.9介紹83.4.2KeilforARM介紹93.4.3Serial_Digital_ScopeV2介紹94四旋翼飛行器詳細(xì)方案設(shè)計(jì)1
7、04.1硬件模塊的功能及設(shè)計(jì)104.1.1最小系統(tǒng)板STM32F103模塊104.1.2低壓差電源模塊114.1.3傾角傳感器模塊114.1.4空心杯電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊124.1.5NRF24L01無線模塊124.2驅(qū)動(dòng)程序功能及設(shè)計(jì)134.2.1最小系統(tǒng)板初始化134.2.2MPU6050初始化134.2.3NRF24L01初始化134.2.4空心杯電機(jī)驅(qū)動(dòng)初始化145四旋翼飛行器控制算法實(shí)現(xiàn)165.1角度及角速度數(shù)據(jù)處理算法165.1.1互補(bǔ)濾波器可行性分析165.1.2互補(bǔ)濾波器算法軟件實(shí)現(xiàn)175.2姿態(tài)控制算法175.2.1PID控制算法
8、可行性分析175.2.2PID控制算法軟件實(shí)現(xiàn)185.2.3多維度控制量輸出融合算法19煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）6四旋翼飛行器綜合調(diào)試206.1基本功能實(shí)現(xiàn)206.1.1姿態(tài)角度
