基于PWM的四旋翼飞行器控制方法

《基于PWM的四旋翼飞行器控制方法》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、第29卷第5期吉林大学学报(信息科学版)V01．29No．52011年9月JournalofJilinUniversity(InformationScienceEdition)SepL2011文章编号：1671-5896(2011)05-0464-09基于PWM的四旋翼飞行器控制方法李秀英，刘彦博(吉林大学电子科学与工程学院，长春130012)摘要：为实现四旋翼飞行器稳定可靠性飞行控制，提出了以ATMEL公司AVR微控制器为核心IC(IntergratedCircuit)的MCU(MicroControlUnit)四旋

2、翼飞行器控制系统。该系统由以无刷直流电机为动力核心的动力驱动系统、以微控制器及陀螺仪为核心的核心控制系统、以2．4GHz的无线遥控接收器为核心的无线遥控控制系统组成。采用脉冲宽度调制(PWM：PulseWidthModulation)信号控制四旋翼控制动力驱动模块。通过对四旋翼工作模式与控制参数的研究，得到相应的控制算法，然后编程实现、模拟相应的飞行姿态。实验结果表明，四旋翼飞行器能稳定悬停、转向和三维控制。关键词：AVR微控制器；陀螺仪；无刷直流电机；脉冲宽度调制中图分类号：TP90文献标识码：AControlofF

3、our—RotorAircraftBasedonPWMLIXiu—ying，LIUYah—bo(CollegeofElectronicScienceandEngineering，JilinUniversity，Changchun130012，China)Abstract：BasedonAVRMCU(MicroControlUnit)whichisproducedbyATMELcompanyafour-rotorair-craftIC(IntergratedCircuit)controlsystemisproposedf

4、orreliablecontrol—flight．Four—rotoraircraftsystemmainlyincludesdrivesystemcomposedbybrushlessDCmotors，mastercontrolsystemcomposedbythemicro—controllerandgyroscopesandwirelessremotecontrolsystemcomposedbythe2．4GHzwirelessremotecontrolreceiver．Firstly，theauthoruse

5、sthePWM(PulseWidthModulation)signalproducedbyAVRMCUtodrivethecontrolmodule．Secondly，aftertheanalysisoffour—rotoraircraft，theauthorstudiescontrolparametersandachievesthecorrespondingcontrolalgorithm．Thirdly，theauthorprogrammestosimulatethecorrespondingflightattit

6、ude．Finally，aftermanyexperimentstheauthorwillachieveacontroldesignforunmannedflightincludingturnandthree．dimensionalcontro1．Keywords：avrmicrocontrolunit；gyroscope；brushlessDCmotor；pulsewidthmodulation(PWM)O引言四旋翼飞行器，也称四旋翼直升机或十字翼直升机，是由4个转子推动飞行的直升机。通过改变每个转子的相对速度改变推

7、力，从而改变每个扭矩实现对方向和速度的控制。四旋翼飞行器发展了近一个世纪，从原来机械时代直径十几米长、几米高的庞然大物，到当今电子时代直径几十厘米甚至更小的微型“碟形”飞行器。其实用性也从原来单纯的运载工具，发展为现在集军用、商用、民用多位一体的无人驾驶工具。目前，国内的四旋翼飞行器的发展还处于初级发展阶段，缺乏独自的核心技术，能应用于专业领域收稿日期：201l_06-15基金项目：长春市创新基金资助项目(1Ozc4M)作者简介：李秀英(1971一)，女，长春人，吉林大学副教授，硕士生导师，主要从事信号与系统、数字信号

8、处理、嵌入式系统应用研究，(Te1)86-431—85095828(E—mail)xiuying@jlu．edu．en。第5期李秀英，等：基于PWM的四旋翼飞行器控制方法465的相关产品未大批量生产。国外的四旋翼因拥有悠久的科学文化历史和研发团体机构，加快了多旋翼飞行器发展。欧美发达国家四旋翼飞行器已投入了商业、军事领域，获得了显