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《基于avr单片机的四旋翼飞行器设计制作》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、毕业设计(论文)题目小型四旋翼飞行器控制系统设计与实现专 业 班 级学 号姓 名指导教师学院名称小型四旋翼飞行器控制系统设计与实现DesignandImplementationofControlSystemforAQuadrotorUAV学生姓名:武汉工程大学毕业设计(论文)摘要四旋翼飞行器是一种能够垂直起降的多旋翼飞行器,它非常适合近地侦察、监视、航拍、农业播撒任务。国外某些科技公司，如亚马逊，正在开发研究利用多旋翼飞行器进行快递投送等自动化的物流业务，可见其具有广泛的军事和民事应用前景。但是四旋翼飞行器控
2、制难度较大,难点在于飞行器具有欠驱动、多变量、非线性等比较复杂的特性。因此四旋翼飞行器的建模与控制也成了控制领域的热点和难点。四旋翼飞行器有各种的运行状态,比如:爬升、下降、悬停、滚转运动、俯仰运动、偏航运动等。本文采用牛顿-欧拉模型来描述四旋翼飞行器的飞行姿态。本文限于作者能力未对四旋翼飞行器的机架结构和动力学特性做详尽的分析和研究,而是一定程度上简化了四旋翼飞行器的数学模型，在一定姿态角度内近似将其看作线性系统，以方便使用PID控制算法对飞行器在空中的三个欧拉角进行控制。本文提出了四旋翼飞行器的系统设计方案,
3、设计了四旋翼飞行器的机械结构,对其进行了模块化设计,按照功能分别设计了姿态检测单元、姿态控制单元和执行单元三个模块。参考国际上四旋翼开源项目,基于AVR8位单片机Atmega328p、MPU6050IMU模块进行了硬件选型、电路设计与制作、软件代码的编写及调试。最终实现较好的控制结果。关键词：Atmega328p；MPU6050IMU模块；PID控制；IIC总线；C语言III武汉工程大学毕业设计(论文)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武汉工程大学毕业设计(论文)目录摘要IAbstractII第一章绪论11.1研究背景11.2四旋翼飞行器的研究现状21.3四轴飞行器飞行原理4第二章飞行
8、器硬件设计62.1硬件总体设计框图62.2器件选型7第三章飞行器软件设计113.1软件总体设计框图113.2初始化模块113.3遥控接收模块的PPM解码123.4电机驱动模块143.5传感器数据采集模块163.6姿态解算模块193.7信息综合与决策控制模块23第四章系统调试与实验294.1PPM解码调试294.2电机驱动PWM波形调试294.3姿态解算实验304.4整机测
