多旋翼飞行器控制系统设计【毕业论文】

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1、本科毕业设计（20届）多旋翼飞行器控制系统设计摘　要【摘要】多旋翼飞行器作为一种特殊结构的无人飞行器，可以适应多种复杂环境，具有重要的研究价值。39设计的多旋翼控制系统选用的控制核心是MSP430FG4619，利用加速度传感器和陀螺仪测量飞行姿态数据，通过PID控制算法进行自主调节，利用SPI通信方式和无线模块通讯，然后发送和接收无线数据，PC端利用串口通信方式和EZ430套件进行通讯，从而实现无线数据的接收和发送，并且PC机上设计了相应的上位机软件用于观察飞行器飞行姿态的相关数据和发送相应的飞行器控制指令。【关键词】多旋翼飞行器；控制系统；MSP430FG4619。39Abst

2、ract【ABSTRACT】Multi-rotoraircraftcanadapttoavarietyofcomplexenvironmentsthathasimportantresearchvalueasaspecialstructureoftheunmannedaerialvehicles.Thedesignofmulti-rotorcontrolsystemchoseMSP430FG4619asthecontrolcore,usingaccelerationsensorsandgyroscopesmeasuretheflightattitudedata,andself-re

3、gulationbythePIDcontrolalgorithm,communicatewithwirelesscommunicationmodulebySPI,thensendandreceivewirelessdata,PCcommunicatewithEZ430kitsbyserial,thenenablewirelessdatareceptionandtransmission,anddesignedaPCsoftwareusedtoobservetherelevantdataoftheaircraftflightattitudeandsendtheappropriatev

4、ehiclecontrolcommands.【KEYWORDS】Multi-rotoraircraft;controlsystem;MSP430FG4619.39目　录1绪论11.1课题来源及研究意义11.1.1课题来源11.1.2研究意义11.2国内外研究现状21.2.1国内研究状况及发展趋势21.2.2国外研究状况及发展趋势21.3课题内容22系统硬件设计32.1多旋翼飞行器控制系统总体设计方案32.2系统主要实现的功能与技术要求32.3MSP430单片机FG4619简介及接口设计42.3.1MSP430FG4169简介42.3.2MSP430FG4619引脚及功能42.4L

5、SDRF4310N01无线模块简介和接口设计92.4.1LSDRF4310N01简介92.4.2LSDRF4310N01接口设计102.5EZ430-RF5137套件简介112.6MMA7361三轴加速度倾角传感器简介及接口设计112.6.1MMA7361三轴加速度倾角传感器简介112.6.2MMA7361三轴加速度倾角传感器引脚及功能122.6.3MMA7361三轴加速度倾角传感器灵敏度选择132.6.4MMA7361三轴加速度倾角传感器接口设计132.7ENC-03陀螺仪简介及接口设计142.7.1ENC-03陀螺仪简介142.7.2ENC-03陀螺仪接口设计152.8新西达

6、30A电子调速器模块简介152.9新西达2212电机162.10本章小结173系统软件设计183.1主程序流程183.2初始化子程序193.2.1系统时钟初始化193.2.2PWM功能初始化203.2.3AD转换功能初始化213.3特殊功能子程序213.3.1PWM调制子函数213.4软件滤波算法简介223.4.1滤波处理223.5PID控制算法简介233.5.1P环节243.5.2I环节24393.5.3D环节243.6PID调试介绍243.6.1PID处理函数243.7本章小结264上位机软件274.1labview简介274.1.1工具模板（ToolsPalette）274

7、.1.2控制模板（ControlPalette）284.1.3功能模板(FunctionsPalette)284.1.4程序结构304.1.5图形显示304.1.6串口功能314.2上位机软件介绍334.2.1界面介绍334.2.2功能介绍344.3本章小结345调试总结与展望355.1调试与总结355.2展望36参考文献37致谢38391绪论1.1课题来源及研究意义1.1.1课题来源本课题来源于学校实验室和企业合作的项目的延伸，一方面由于自己对于单片机在控制系统方面应用的爱好，