四轴飞行器设计

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1、编号:项目结题报告项目名称：项目负责人：学号:联系电话：电子邮箱：院系及专业：指导教师:职称：联系电话:电子邮箱：院系及专业:填表日期：年月曰二、指导教师意见组长签名：（学部盖章）年月日三、项目专家组意见组长签名：（盖章）年月曰四、项目成果序号名称说明1对四轴飞行器基础理论探索了解四轴飞行器的构成机器基本原理2pq轴飞行器实物的初步搭建购置元器件并进行组装四轴飞行器设计摘要四轴飞行器具备垂直起降飞行器的所有优点，又具备无人机的造价低、可重复性强以及事故代价低等特点，具有广阔的应用前景。可应用于军事上的地而战场侦察和监视，获取不易获取的惜报。能够执行禁飞区巡逻和近距离空中支持等

2、特殊任务，可应对现代电子战、实现通信中继等现代战争模式。在民用方而可用于灾后搜救、城市交通巡逻与n标跟踪等诸多方而。工业上可以用在安全巡检，大型化工现场、高压输电线、水坝、大桥和地震后山区等人工不容易到达空间进行安企任务检杏与搜救工作，能够对执行区域进行航拍和成图等。因此，四轴飞行器的研究意义重大。本文主要讨论四轴飞行器的设计实现。首先从历史的角度介绍小型四轴飞行器的发展以及研究成果，引入现代四轴飞行器的研宂，以及运用现代校制理论进行的研宂方法和所取得成果。其次给出本项目所没计的四轴飞行器样机模型与飞行控制器电路设计。着重从机械结构与飞行控制器硬件电路没计方面论述四轴飞行器的

3、样机设计。文中详细分析了机械结构设计中的选材以及元器件选型，实现了一个切实可用，能够满足应用研宂的四轴飞行器样机模型。一个稳定w用的样机模型是实现四轴飞行器的基础。之后分析四轴飞行器的飞行控制原理，分析其飞行姿态原理。对控制器中需要用到姿态角求解部分进行了详细论述。姿态角的求解在整个四轴飞行器设计中也是核心内容之一。通过软件设计实现飞行控制器方案。最后对飞行器各性能指标进行考察，进行实地飞行、调试优化飞行器软件控制器设计关键词：四轴飞行器，飞行控制器，无人机。一.课题背景l.i背景：四轴飞行器，一个陌生新奇的东西慢慢地走入我们小组的生活。四轴飞行器现在是科学家想要完成突破的重

4、要课题，但是不免遇到了很多实用性的技术难题，研宄与实践应用之间还是有一定的距离的。但普通的四轴飞行器在现在己经不是我们触不可及的高精尖的科技，它现在己经成为大学生进行科技创新的一个训练，成为我们提高自身科技技术水平的桥梁；对于研究人员，他们在微电子领域不断地提高四轴飞行器的质量，增强它的功能;而很多电子爱好者也已经能够熟练地掌控四轴飞行器。虽然现在研发的四轴飞行器有尺寸较小，运动灵活等优势，但是四轴飞行器也遇到了一些技术上的难题如载重量小，续航时间较短，产生恼人的噪音等等。对四轴飞行器的设计与优化，需要空气动力学与自动控制等方而的人才，而现在我们的小组没有对这些方而的涉猎,但

5、我们可以在网络上获取大量的相关资源与技术支持，虽然我们有时找不到思路，但是我们并不是在未知屮探索。慢慢地我们的困难会一点点被克服。四轴飞行器己经作为新兴的遥控航拍机进入了人们的生活，与其他的电子产品相同，它会逐渐开始普及，变得越来越先进。解决现在遇到的种种问题，并实现现在人们提出的假想。当然，四轴飞行器在商业，农业，军事，消防，工业方面的前景是非常广阔的，例如商业上，技术人员可以通过增大其载重降低其噪音来使用四轴飞行器发放快递，传递信息；农业上可以进行田地的勘测，而装有太阳能电池板的四轴飞行器可以节能的进行种子的播撒；对于军事，四轴飞行器有着可怕的前景，四轴飞行器可以制作成与

6、小型鸟类一样的大小，并使用透明机体，这样就可以达到一系列军事FI的，如果在四轴飞行器携带炸弹或更恐怖的武器，后果不堪设想；关于消防，四轴飞行器由于动作灵活可已进行快速地勘测与救援；而在工业方面四轴飞行器可以在大型化工厂，高压输电线，地震后山区等人工不易到达的区域进行勘察与检测。无人机可以在工人的操控下进行工作，可以代替人工对巡检对象实施接近检测，减少工人的劳动强度。小型化的无人机可以携带传感仪器、摄像机等设备，对巡检对象进行数据收集、分析和存储，而正因为小型无人机具有的低成本、低损耗、零伤亡、可重复使用等特点，在安全巡检领域小型化无人机己经成为研宄热点。1.2国内外研宂现状：

7、飞行器设计起源于美国莱特兄弟，在1903年他们成功研制出世界上拿第一家能真正载人飞行的动力飞机。在二十世纪二十年代法国标致汽车公司的年轻工程师设计出最早的能够悬停的拥有四个旋翼的飞行器。早期的四轴飞行器屮都有设置额外的垂直于主旋翼的旋翼，并将其设置于飞行器的前方和后方以提供拉力或推力，用以驱动飞行器前进，所以说这并不能算是真正意义上的四轴飞行器。在1956年，covcrtawings公司纽约制造了第一架原型机，取得巨大成功。近年來，随着新材料科技、MEMS等一些学科的蓬勃发展，小型四轴飞行器的开发和研制