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1、基于STM32的四轴飞行器设计,制作人： 陈为丰 田雄雄 毛增闯,四轴飞行器摘要： 目前应用广泛的飞行器有：固定翼飞行器和单轴的直升机。四轴飞行器是微型飞行器的其中一种，也是一种智能机器人，它利用四个旋翼作为飞行引擎来进行空中飞行，尺寸较小、重量较轻、且飞行稳定。 优点： 1.机动性好，动作灵活，可以垂直起飞降落和悬停。 2.四轴飞行器的机械结构相对简单，无需尾桨抵消反力矩，成本低，也使得我们独立完成设计成为了可能。,四轴飞行器原理：,螺旋桨旋转时，把空气对螺旋桨的压力在向和侧向两个方向分解，得到两种力学效应：推力和转矩。当四轴飞行器悬停时，合外力为0，螺旋桨的推力用于抵消重力，转矩则由成对的
2、正桨反桨抵消。当飞行器运动时，因为推力只能沿轴向，所以只能通过倾斜姿态来提供水平的动力，控制运动由控制姿态来间接实现。,通过控制四个螺旋桨，可以产生需要的力矩。 具体： 同步增加0号和1号、减小2号和3号桨的功率，可以在不改变推力的情况下，提供x轴的力矩；同步增加1号和2号、减小0号和3号桨的功率，可以在不改变推力的情况下，提供y轴的力矩；同步增加1号和3号、减小0号和2号桨的功率，可以在不改变推力的情况下，提供z轴的力矩。,整体的设计框图：,STM32+ MPU6050,NRF24L01,优点：负载能力大，续航时间长，易于控制。 缺点：费用较多，调节不便，伤害较大，场地要求大。,确定做小四轴
3、,原因：1.成本低 2.小的做好之后大的也能做好,自己的方案设计,1.无刷电机的大四轴：,优点：成本低，室内即可调节。 缺点：过于灵活，精度要求高。,2.有刷电机的小四轴：,第一代四轴飞行器实物图,板载下载芯片,封装太大,多余的元件,1.独立出FT2232D下载模块。,2.减小元器件封装,3.去除不必要的元件,解决办法,改进之后的第二代四轴,具体设计过程,AUTOCAD做外形设计 Altium Designer进行PCB线路设计 UG仿真整体外形,CAD外形设计,CAD导入PCB后线路图,姿态传感器放置正中间,电机保护架,无线模块,UG装配效果图,软件部分,STM32读取MPU6050,通过四元算法将读到的数据转换为欧拉角，即四轴的姿态,PID算法求得每个电机需要的升力，使用PWM控制电机转速，实现稳定,遥控器发送相应的角度，实现四轴的方向控制,软件概括介绍,遥控信号分析,姿态数据的矫正及滤波,四元算法获得姿态角,PID融合及PWM控制电机转速,Prepare_Data();,Get_Attitude(),CONTROL(),谢谢欣赏！,
