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《基于avr單片機的四旋翼飛行器設計制作》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、畢業(yè)設計(論文)題目小型四旋翼飛行器控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)專?業(yè)?班?級學???號姓?名指導教師學院名稱小型四旋翼飛行器控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)DesignandImplementationofControlSystemforAQuadrotorUAV學生姓名:武漢工程大學畢業(yè)設計(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。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，可見其具有廣泛的軍事和民事應用前景。但是四旋翼飛
2、行器控制難度較大,難點在于飛行器具有欠驅動、多變量、非線性等比較復雜的特性。因此四旋翼飛行器的建模與控制也成了控制領域的熱點和難點。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構和動力學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
3、統(tǒng)設計方案,設計了四旋翼飛行器的機械結構,對其進行了模塊化設計,按照功能分別設計了姿態(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)較好的控制結果。關鍵詞：Atmega328p；MPU6050IMU模塊；PID控制；IIC總線；C語言III武漢工程大學畢業(yè)設計(論文)AbstractThequad-rotorisaVTOLmulti-rotoraircraft
4、.Itisveryfitfortheusageofreconnaissancemission,monitoringtask，aerialphotographingandsowingnear-Earth.What`smoreexcitingthatsomeforeigntechnologycompany，suchasAmazon.com，isdevelopingthewaytodelivercommodityviaQuadrotorUAV,soitcanbeknownthatQuadrotorUAVwillb
5、eusedinwiderangeofmilitaryandcivilianapplications.Thequad-rotorisunder-actuated,multivariable,stronglycoupled,nonlinear,anduncertaintiescomplexfeaturessystem.Themodelingandcontrollinghavebecomeahotanddifficultyinthecontrolfield.AnovelsystemdesignofQuadroto
6、rispresentedtosolvetheattitudecontrolproblemforaQuardrotorUAV.Thenoveldesigndividedthesystemintothreemodules:attitudedetection、stabilitycontrolandactuatormodule.ReferencingtomanyopensourceprojectsregardingQuadrotorUAVaroundtheworld,Atmega328psinglechip、MPU
7、6050IMUischosenhere,thendesignthecircuitSchematicandmakesPCB,writeanddebugcode.Aftertheseendeavor，testingresultsshowthegoodperformanceofeachunit.IIKeywords：Atmega328p；MPU6050IMU；PID；IICbus；ClanguageIII武漢工程大學畢業(yè)設計(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
8、現(xiàn)狀21.3四軸飛行器飛行原理4第二章飛行器硬件設計62.1硬件總體設計框圖62.2器件選型7第三章飛行器軟件設計113.1軟件總體設計框圖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電機驅動PWM波形調(diào)試294.3姿態(tài)解算實驗304.4整機測
