基于stm的四旋翼自主飞行器控制系统设计与实现

《基于stm的四旋翼自主飞行器控制系统设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、----------------------------------最新精选范文公文分享-----欢迎观看-----------------------------------------------基于STM32的四旋翼自主飞行器控制系统设计与实现摘要：针对现阶段四旋翼飞行器不能自主飞行的问题，提出了一种基于STM32的四旋翼自主飞行器控制系统，该系统通过单片机与MPU6050通信采集陀螺仪、加速度计数据，经卡尔曼滤波后由方向余弦矩阵解算出姿态，经PID调节器控制电机转速实现自主飞行功能。测试表明，该系统能够自主飞行且飞行高度在0～100m以内，起飞转速为50r/s左

2、右，最大巡航速度为11.2m/s，续航能力为20min。中国论文网http://www.xzbu.com/8/view-7319059.htm　　关键词：四旋翼飞行器；STM32F103VCT6；MPU6050；卡尔曼滤波器；方向余弦矩阵；PID调节器　　中图分类号：TP303文献标识码：A文章编号：1009-304408-0212-03　　1背景--------------------------------------------最新精选范文分享--------------谢谢观看-------------------------------------------

3、-----------------------------最新精选范文公文分享-----欢迎观看-----------------------------------------------　　近年来，随着科技的发展，四旋翼飞行器在人们的生活当中扮演者越来越重的角色，可执行水灾、火灾、地震等灾情调查救援任务；化工厂等场所有毒气体浓度监测；重要设施连续监控；输油管线和输电线路的巡查；农田、林区农药喷洒；自然风景的取景拍照；当对特定地区进行日常环境监测，也可以使用这种飞行器，自动巡查完后自动返航并自动记录存储数据，大大减少人力成本。　　在过去的几十年里，四旋翼飞行器相对固定

4、翼飞行器发展却较为缓慢，这是因为四旋翼飞行器的控制较固定翼复杂，早期的技术水平无法实现飞行器的自主飞行控制。为了实现飞行器的自主飞行，文献[1]提出了一种双增益的PD控制算法对飞行器进行姿态控制；将姿态估计算法和控制算法应用到飞行器中，可以实现四旋翼的自主悬停等功能。但这种方法不能使飞行器自主的完成一些任务。文献[2]提出了一种新的消失点估计算法―VQME--------------------------------------------最新精选范文分享--------------谢谢观看---------------------------------------

5、---------------------------------最新精选范文公文分享-----欢迎观看-----------------------------------------------算法，该算法的正确性、鲁棒性与实时性得到了验证，并且验证了其在工程应用中的可行性。同时针对四旋翼飞行器的欠驱动、多耦合等特性，提出了一种级联的多变量RBF神经网络PID自适应控制方法，运用该控制方法和以消失点为目标点的导航策略，但这种方法无法实现大范围飞行。文献[3]提出了一种基于磁传感器的自主导航系统，该系统硬件平台采MPU6000传感器实现姿态和速度解算，在此基础上设计了

6、基于磁传感器的航向判断自主导航算法，通过实际飞行器的飞行方向与设定方向的偏差对飞行器的姿态角进行调节，但这种方法对于飞行途中的障碍物却无法规避。　　综上所述，国内外在四轴飞行器的研究上得到了极大的发展，但有一些问题急需解决：第一，如何实现大范围自主飞行作业；第二，如何规避飞行器飞行途中的障碍物。针对这两个问题，受文[4-10]的启发，本文设计了一种利用GPS导航技术和超声波测距技术来实现自主飞行的方法，通过GPS导航来指引四旋翼飞行器的飞行路线，通过超声波测距可以实时测量周围障碍物距四旋翼飞行器的距离并使飞行器绕道飞行，从而实现飞行器的自主飞行。　　2系统基本工作原理　

7、　该系统工作原理框图如图1所示，该系统由STM32F103单片机、骨架、MPU6050、GPS模块、超声波模块、压力计、地磁计、电池等构--------------------------------------------最新精选范文分享--------------谢谢观看------------------------------------------------------------------------最新精选范文公文分享-----欢迎观看-------------------------------------------