四旋翼飞行器论文(原理图 程序)..

四旋翼自主飞行器(B题)

摘要

系统以R5F100LE作为四旋翼自主飞行器控制的核心，由电源模块、电机调速控制模块、传感器检测模块、飞行器控制模块等构成。飞行控制模块包括角度传感器、陀螺仪，传感器检测模块包括红外障碍传感器、超声波测距模块、TLS1401-LF模块，瑞萨MCU综合飞行器模块和传感器检测模块的信息，通过控制4个直流无刷电机转速来实现飞行器的欠驱动系统飞行。在动力学模型的基础上，将小型四旋翼飞行器实时控制算法分为两个PID控制回路，即位置控制回路和姿态控制回路。测试结果表明系统可通过各个模块的配合实现对电机的精确控制，具有平均速度快、定位误差小、运行较为稳定等特点。

目录

1 系统方案论证与控制方案的选择............................................................................................. -

2 - 1.1 地面黑线检测传感器............................................................................................................. - 2 - 1.2 电机的选择与论证................................................................................................................. - 2 -

1.3 电机驱动方案的选择与论证................................................................................................. - 3 -

2 四旋翼自主飞行器控制算法设计............................................................................................. -

3 - 2.1 四旋翼飞行器动力学模型..................................................................................................... - 3 -

2.2 PID控制算法结构分析.......................................................................................................... - 3 -

3 硬件电路设计与实现................................................................................................................. - 5 - 3.1飞行控制电路设计.................................................................................................................. - 5 - 3.2 电源模块................................................................................................................................. - 6 - 3.3 电机驱动模块......................................................................................................................... - 6 -

3.4 传感器检测模块..................................................................................................................... - 7 -

4 系统的程序设计......................................................................................................................... - 8 -

5 测试与结果分析......................................................................................................................... - 9 - 5.1 测试设备................................................................................................................................. - 9 -

5.2 测试结果................................................................................................................................. - 9 -

6 总结........................................................................................................................................... - 10 - 附录A 部分程序清单.................................................................................................................. - 11 -