飞行高度自主控制四旋翼飞行器系统设计 毕业设计论文

《飞行高度自主控制四旋翼飞行器系统设计 毕业设计论文》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、毕业设计题目：飞行高度自主控制四旋翼飞行器系统设计姓　名：学　号：2012090371121学院：机电学院专业：机械工程及自动化指导教师：协助指导教师：2016年5月25日北京联合大学毕业设计摘要近几年来，由于新技术的不断革新，无人机行业也得到了很好的发展，现如今已运用于各行各业中。本文使用普通的四旋翼飞行器，外加传感器实现四旋翼的高度自主控制。利用廉价的四旋翼组件组成一个只有姿态稳定功能的四旋翼飞行器，通过外设的传感器和高度获取和控制算法，实现自动的定高。本文通过拓展的控制板，利用滤波算法获取外加在四

2、旋翼飞行器上的超声波传感器，运用PID控制来自动控制四旋翼的油门输出。该四旋翼能够在室内外低空，地形多变的场地，利用廉价的控制器实现精准的相对地面高度不变的自主高度控制。关键词：四旋翼超声波传感器PID控制自动控制-IV-北京联合大学毕业设计AbstractInrecentyears,duetotheconstantinnovationofnewtechnologies,theUAVindustryhasalsobeenaverygooddevelopment,isnowusedinallwalksof

3、life.Asusedherein,theordinaryQuadrotoraircraft,plusQuadrotorheightsensortoachieveautonomouscontrol.UsingcheapcomponentsofaQuadrotoronlyattitudestabilizationfeatureQuadrotoraircraft,sensorsandperipheralsthroughahighdegreeofaccesstoandcontrolalgorithmforau

4、tomaticsethigh.Byexpandingthecontrolpanel,theuseoffilteringalgorithmisappliedtoobtainonaQuadrotorultrasonicsensor,automaticallycontrolledusingPIDcontrolQuadrotorthrottleoutput.TheQuadrotorcapableofindoorandoutdoorlow-altitude,variedterrainofthesite,theus

5、eoflow-costautonomouscontrollershighlyprecisecontrolofconstantheightrelativetotheground.Keyword:QuadrotorultrasonicsensorPIDcontrolautomaticcontrol-IV-北京联合大学毕业设计目录摘要IAbstractII引言11四旋翼飞行器系统方案的确定21.1四旋翼飞行器定高系统控制任务21.2四旋翼飞行器的基本组成21.3基于arduino的高度自主控制系统31.3.1

6、基于激光传感器的高度自主控制系统31.3.2基于超声波传感器的高度自主控制系统41.3.3四旋翼高度自主控制系统51.4四旋翼高度自主控制系统小结62四旋翼飞行器硬件设计72.1硬件选型72.2I/O分配表102.3硬件原理图112.4硬件设计小结123控制系统的软件设计133.1程序设计思路133.2四旋翼飞行器的控制流程及控制功能153.3程序流程图163.4PID控制程序分析173.5软件设计小结18-IV-北京联合大学毕业设计4系统软硬件调试194.1飞控硬件调试194.2飞控软件调试214.3

7、程序调试中出现的问题及解决方法244.4四旋翼飞行器高度自主控制系统25结论26致谢28参考文献29-IV-北京联合大学毕业设计引言近年来，多旋翼飞行器被大量的使用并受到各业的重视和关注,多旋翼飞行器是一种结构非常新颖、操控性能稳定简单、可以垂直起降的飞行器。其带负载能力强、飞行范围广、留空续航时间长等特点，具有很高的军事研究价值和民用价值，现如今已经走入了人们的日常生活中，被广泛的运用。在多旋翼的技术研究发展的过程中，单片机、传感器和各类算法等技术相互互补相互配合，组成多旋翼的根本核心,所以多旋翼飞行

8、器的发展就会被其中某项技术的研究突破所带动起来，能来带许多科技创新，拓宽很多新功能，甚至许多是我们当前无法想到的。在1907年，法国的C.Richet教授进行了他们的旋翼式直升机的飞行试验，这是有记录以来多旋翼飞行器最早的结构形式，但是由于当时在导航和控制上的技术还不成熟，多旋翼飞行器也受到了很大的限制，如今各项技术都有了非常大的进步和发展，多旋翼飞行器得以实现。在功能上，多旋翼飞行器可以实现许多过去不能做到的技术，随着人工智能的不断发展，