基于avr的四旋翼无人机控制设计

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1、基于AVR的四旋翼无人机控制郑州大学毕业设计（论文）题目基于AVR的四旋翼无人机控制院系软件学院（北）专业计算机科学与技术班级2011—2学生姓名何振振学号20117730209指导教师逯鹏职称副教授2015年5月3143基于AVR的四旋翼无人机控制摘要伴随计算机与控制理论的发展，无人飞行器已经成为一种热门的研究实践平台。四旋翼无人机作为无人机的一种结构简单的机型，其控制方式是研究的重点。本文重点研究对控制有重要影响的姿态解算和PID控制思想，并在此基础上实现四旋翼的控制飞行。本论文实现基于Atmel公司出

2、品的ATmega328p的单片机为主控芯片，用以实现四旋翼空中停留，俯仰，翻滚飞行。整体系统可划分为处理单元、遥控单元、姿态结算单元与控制输出单元。针对设计目标，本论文采用MPU6050姿态传感器内部的运动引擎（DMP）作为姿态感知单元，运用PID控制理论，由主控芯片整合各方面数据完成对飞行器的姿态调整，并通过PPM信号遥控器对飞行器实行飞行控制。通过现实飞行，验证方法的科学性与稳定性。经过反复调试与试验，解决飞行过程中飞行器震动及其他外界因素对控制造成的影响，最终完成了对飞行器的控制。关键字：ATmega

3、328p、运动引擎DMP、PID控制，PPM43基于AVR的四旋翼无人机控制AbstractWiththedevelopmentofthecomputerandcontroltheory,unmannedaerialvehicleshasbecomeahotresearchpracticeplatform.Fourrotorunmannedaerialvehicle(uav)asakindofsimplestructuremodeloftheunmannedaerialvehicle(uav),thecon

4、trolmodeisthekeyoftheresearch.ThispaperresearchhasimportantinfluenceonthecontrolofattitudealgorithmandPIDcontrol,andonthisbasistorealizefourrotorofflightcontrol.ThisthesisimplementedbasedonAtmelcompanyproducesATmega328psingle-chipmicrocomputerasmaincontrol

5、chip,torealizethefourrotoraloft,pitchandroll.Thewholesystemcanbedividedintoprocessingunits,remotecontrolunit,postureandsettlementunitandcontrolunitofoutput.Inviewofthedesigngoal,thispaperadoptstheMPU6050attitudesensorDigatalMotionProcessorengine(DMP)asages

6、turesensingunit,usingPIDcontroltheory,themaincontrolchipintegrateddatatocompleteallaspectsofaircraftattitudeadjustment,andthroughthePPMsignalremotecontroloftheaircraftflightcontrol.Byrealflight,validationmethodisscientificandstability.Afterrepeateddebugand

7、test,solveintheprocessoftheflightvehiclevibrationtocontrolandotherexternalfactors,finallycompletethecontroloftheaircraft.KeyWord：ATmega328p、MotionProcessing、PIDControl、PPM43基于AVR的四旋翼无人机控制目录摘要IAbstractII目录III第一章绪论11.1研究意义11.2研究状况21.3研究重点3第二章理论基础52.1工作原理52.2

8、姿态描述62.2.1欧拉角62.2.2四元数72.3姿态控制8第三章硬件结构113.1硬件整体设计113.2姿态传感器113.2.1MPU6050模块123.2.2运动引擎123.3主控芯片133.4无线模块143.5驱动电调15第四章程序设计164.1程序整体设计164.2系统初始化164.3遥控器解码184.4姿态处理194.5决策模块224.6电机驱动25第五章测试与试验265.1遥控解码测试265.2姿态