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《烟台单片机C语言编程设计培训“基于单片机的微小型无人直升机姿态控制系统的设计.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、依据单片机的微小型无人直升机姿势操控体系的规划 [摘要]这篇文章首要介绍了一款微小型无人直升机的全体操控体系,完结了依据单片机技能的姿势操控体系的硬件规划,而且完结了检测信号的模拟输出和舵机操控的实验。 [要害字]微小型无人直升机单片机姿势操控体系 一、操控体系总体方案 整个微小型无人直升机操控体系可分为机载有些和地上有些,机载有些担任坚持飞机的安稳飞翔并供给图画信息给地上,地上有些依据飞机的姿势及得到的图画信息做出下一步飞翔的指令并发给机载有些。考虑到运用环境的复杂情况,由人运用遥控器现场操作可以较好操控飞翔,并可对飞翔中呈现的各种情况及时处置,确
2、保飞翔的安全。地上有些与机载有些之间有两条数据链路:一条担任传送图画,一条担任传送飞翔状况和指令。图画传送的数据链路通过无线摄像头处置。地上有些可以分为地上工作站和图画处置渠道,前者与机载飞翔操控器通讯以发送操控指令并取得飞机的飞翔状况信息,后者获取机载摄像头的图画并对图画进行处置用以辅佐判别,协助操作者进行遥控操作。机载有些体系包含:飞翔姿势丈量操控体系模块、图画设备模块、数据链路以及履行舵机群等。地上有些包含操控器、工作站、和图画处置渠道。 二、姿势操控体系 微小型无人直升机姿势操控体系的首要功用是安稳直升机的飞翔姿势,或许说是安稳直升机的角运动。首要完结办
3、法是在微小型直升机的操控回路上加上一个用于姿势丈量的反应回路,通过传感器得到微小型直升机的姿势信号,然后与需求操控的姿势信号进行对比,通过规划的反应操控规则使输出的操控信号操控微小型直升机安稳在预期的姿势视点上。微小型直升机姿势丈量操控体系包含倾角传感器、操控电路、多个舵机、接纳机及遥控接纳器等硬件有些。 其间操控电路的功用是接纳接纳机的操控信号和倾角传感器的输出信号,可以直接输出接纳机的信号或许切换到输出遥控信号与传感器反应信号叠加处置的成果,然后舵机接纳操控电路的PWM信号操控直升机的旋翼。倾角传感器实时接纳直升机的姿势信号,输出到操控电路。 三、操控体系的
4、硬件完结 关于通常微小型无人直升机而言,其测控体系选用单片机作为操控单元是一种抱负的挑选,因为其成本低,体积和分量小。本规划选用混合体系级MCU芯片——C8051F320型单片机作为操控中心的姿势操控体系,选用的传感器是双轴的加速度传感器ADXL202,它可在两个方向上检测无人机在姿势上的改动,并输出PWM信号给单片机进行处置。因为飞翔有3个姿势角,所以要用2片ADXL202。 单片机处于体系的主导地位,是完结操控算法、完结信号收集和信号转化的中心器材。一切的传感器信号和遥控指令都由单片机来辨认和处置。单片机将这些数据依照必定的操控算法运算后,将数据成果转化为操
5、控信号输出到舵机,或许使用数据传输模块,传回到地上接纳设备,然后完结对飞翔器的航向的测控。因为单片机对电源有需求,为了确保其电源的安稳性,咱们还规划了电源稳压维护电路。直升机的飞翔姿势有彼此相关的3对方向(航向,横滚和俯仰),每对方向都是联系飞机飞翔姿势的直接要素。ADXL202型加速器的丈量信号和接纳机发送的信号混合操控直升机的姿势。操控电路将加速器的丈量信号和遥控器发送的信号进行对比,得到的操控信号来操控舵机的转速。微小型直升机在飞翔过程中若遭到外力的搅扰发作方向的误差,由加速器丈量输出PWM信号发送给操控电路,通过单片机处置和接纳机信号对比后输出,选用单片机脉冲计
6、数的办法,向舵机输出PWM类型的操控指令,操作舵机的改动,操控坚持飞机的姿势。 在依据单片机的姿势测控体系中,选用舵机作为履行器材,操控履行布局的转角和位移。在舵机操控中,一方面需求完结单片机的操控指令输出,然后操控航向改动和航向坚持,另一方面需求参阅原始的操控指令和加速度的反应信号完结姿势操控的算法。虽然这两者来历不一样,可是对舵机而言并无太大差异。操控信号对舵机的操控即是改动PWM信号的占空比,使用PWM信号占空比的改动改动舵机的方位。 四、软件规划及调试 微小型无人直升机姿势操控体系的软件包含C8051F单片机的初始化、各通道数据的取得、操控算法的完结
7、、输出PWM信号给舵机。C8051F单片机的初始化包含端口管脚的装备、定时器的初始化、PCA初始化。C8051要接纳5个通道的PWM信号,即遥控器的三通道PWM信号,ADXL202的2个通道的PWM信号。操控算法是最要害的,首要依据遥控器输入的第三个通道PWM数值进行切换,比方接纳到的第三个通过的PWM数值小于150(1.5ms)就切换到输出信号不受ADXL202影响的状况,即输出信号是遥控器的输入信号,中心不通过处置;若是数值大于150(1.5ms)就切换到输出信号是遥控器的输入信号和ADXL202的信号反应到遥控器的输入信号,若是AD
