基于STM32四轴飞行器的设计 被引量：11

1

作者 周建阳 陈家乐 +1 位作者 薛斌 刘渊 《钦州学院学报》 2015年第2期30-33,共4页

四轴飞行器作为一个小型飞行器平台,其用途非常广泛,该设计采用性价比高、片内外设丰富、功能强大的STM32单片机作为控制系统的核心,以NRF24L01无线模块、无刷电子调速器、陀螺仪、加速度传感器、地磁传感器、气压传感器为辅助器件,采... 四轴飞行器作为一个小型飞行器平台,其用途非常广泛,该设计采用性价比高、片内外设丰富、功能强大的STM32单片机作为控制系统的核心,以NRF24L01无线模块、无刷电子调速器、陀螺仪、加速度传感器、地磁传感器、气压传感器为辅助器件,采用融合滤波算法对传感器采集的数据进行滤波处理,同时运用PID算法对飞机飞行的控制进行计算,设计了一个小型遥控式的四轴飞行器。调试飞行表明,四轴飞行器实际飞行时,其平衡度难以控制。 展开更多

关键词 四轴飞行器 STM32 辅助器件 平衡度

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基于STM32的四轴飞行器的研究与设计 被引量：10

2

作者 金薇 《山西电子技术》 2016年第1期92-93,共2页

四轴飞行器是一种新型无人飞行器,其结构简单,有着卓越的飞行稳定性,具有广阔的应用领域及很强的实用价值。本设计以STM32为主控核心,控制算法采用PID控制,硬件设计包括主控单元、传感器模块、电机驱动模块、无线通讯模块及电源模块等。

关键词 四轴飞行器 STM32 PID控制

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一种新型四轴飞行器的设计和结构分析 被引量：7

3

作者 柴永生 秦存平 +3 位作者 姜曼 周京 杨尚贤 丁兆露 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2016年第3期47-50,55,共5页

在分析当前飞行器现状的基础上,提出了一种新型的四轴飞行器。该飞行器主要由伸展机构、倾斜旋翼机构和旋翼组成。通过连杆机构实现机翼伸展与着陆支撑的转换;采用电磁离合器、摩擦接触轮、涡轮蜗杆结构、齿轮组合以及四杆机构的配合实... 在分析当前飞行器现状的基础上,提出了一种新型的四轴飞行器。该飞行器主要由伸展机构、倾斜旋翼机构和旋翼组成。通过连杆机构实现机翼伸展与着陆支撑的转换;采用电磁离合器、摩擦接触轮、涡轮蜗杆结构、齿轮组合以及四杆机构的配合实现了侧旋翼转换方向的动作。最后的飞行性能分析和运动仿真结果表明该飞行器结构设计合理、可靠,为四轴飞行器提供了一种切实可行的有效方案。 展开更多

关键词 四轴飞行器 机翼伸展 倾斜旋翼

原文传递

一种自适应的四轴飞行器PID控制算法 被引量：5

4

作者 李威 邱霞 徐德利 《湖北理工学院学报》 2020年第1期5-9,共5页

目前四轴飞行器采用的PID控制算法在控制过程中易受环境影响,导致同一参数在不同环境中的控制效果差异极大,无法满足不同行业的差异化需求。为此,通过对比分析单环PID与双环PID 2种控制算法,进行风洞实验验证与算法结构的设计和优化,设... 目前四轴飞行器采用的PID控制算法在控制过程中易受环境影响,导致同一参数在不同环境中的控制效果差异极大,无法满足不同行业的差异化需求。为此,通过对比分析单环PID与双环PID 2种控制算法,进行风洞实验验证与算法结构的设计和优化,设计了一种自适应的四轴飞行器单双环并行调节的PID控制算法,增强了四轴飞行器对环境的适应性,提高了四轴飞行器的飞行效果和飞行稳定性。 展开更多

关键词 四轴飞行器 PID控制 MPU6050

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基于STC15 MCU的微型四轴飞行器设计 被引量：4

5

作者 高正中 赵晨晖 宋森森 《现代电子技术》 北大核心 2016年第24期145-148,共4页

微型四轴飞行器属于旋翼式飞行器,具有体积小、结构简单、设计成本低等优点,在军事探测、信息采集、增强通信节点等方面应用广泛。设计采用STC15W4K58S4芯片作为微型四轴飞行器的控制核心,以NRF24L01实现无线遥控通信、MPU6050陀螺仪进... 微型四轴飞行器属于旋翼式飞行器,具有体积小、结构简单、设计成本低等优点,在军事探测、信息采集、增强通信节点等方面应用广泛。设计采用STC15W4K58S4芯片作为微型四轴飞行器的控制核心,以NRF24L01实现无线遥控通信、MPU6050陀螺仪进行姿态监测,采用互补滤波器原理设计姿态融合算法,同时采用PID增量控制算法调整PWM输出占空比,实现对飞行器电机转速的控制。经过测试可实现对飞行器的姿态控制。 展开更多

关键词 四轴飞行器 STC15W4K58S4 PID算法 PWM控制

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基于大学生创新创业训练项目的自主创新学习模式研究 被引量：4

6

作者 宋浩然 何召兰 +2 位作者 尚雷 陈锐 段立勇 《高师理科学刊》 2016年第10期74-77,共4页

以大学生创新创业训练计划项目为载体,基于项目驱动教学法探索大学生自主创新学习模式的建立.通过申请感兴趣的创新创业训练项目,促进学生自主学习习惯的养成.在创新创业训练项目驱动下,学生自主选择设计方案和所需器件,完成了四旋翼飞... 以大学生创新创业训练计划项目为载体,基于项目驱动教学法探索大学生自主创新学习模式的建立.通过申请感兴趣的创新创业训练项目,促进学生自主学习习惯的养成.在创新创业训练项目驱动下,学生自主选择设计方案和所需器件,完成了四旋翼飞行器的组装、控制和飞行.实践表明,以创新创业训练项目为驱动可以有效促进学生自主学习习惯的养成,激发学生自主学习的积极性,并提高学生的学习能力. 展开更多

关键词 自主学习 四轴飞行器 创新创业

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多传感器数据融合的四轴飞行器姿态角解算 被引量：3

7

作者 唐震宇 张云 《自动化与信息工程》 2023年第1期33-38,共6页

针对四轴飞行器的姿态角解算方法存在周期长、精度低的问题,提出扩展卡尔曼滤波方法。首先,分析陀螺仪、加速度计、Mahony互补滤波3种姿态角的解算方法;然后,对扩展卡尔曼滤波方法进行公式推导,指出通过迭代可改变卡尔曼增益大小,提高... 针对四轴飞行器的姿态角解算方法存在周期长、精度低的问题,提出扩展卡尔曼滤波方法。首先,分析陀螺仪、加速度计、Mahony互补滤波3种姿态角的解算方法;然后,对扩展卡尔曼滤波方法进行公式推导,指出通过迭代可改变卡尔曼增益大小,提高解算精度;最后,通过实验得出,与Mahony互补滤波相比,扩展卡尔曼滤波更可靠。利用扩展卡尔曼滤波方法进行姿态角解算,可提高四轴飞行器的控制精度和稳定性,满足高精度工作场所的需求,具有一定的实践意义。 展开更多

关键词 扩展卡尔曼滤波 Mahony互补滤波 四轴飞行器 姿态角解算 数据融合

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四轴飞行器的数学模型 被引量：3

8

作者 王震宇 熊家新 +1 位作者 陈纯 刘丽 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2015年第4期28-32,共5页

针对四轴飞行器的模型的非线性与耦合性导致模型PID控制器参数选择困难问题,通过选取适当的机体坐标系与地面坐标系,对其旋翼受力进行近似或简化处理建立了其数学模型。利用小扰动线性化,根据G(s)=(s I-A)-1B得到各通道的传递函数,借助M... 针对四轴飞行器的模型的非线性与耦合性导致模型PID控制器参数选择困难问题,通过选取适当的机体坐标系与地面坐标系,对其旋翼受力进行近似或简化处理建立了其数学模型。利用小扰动线性化,根据G(s)=(s I-A)-1B得到各通道的传递函数,借助MATLAB的SIMULINK中的Signal Constraint优化工具箱,对PID控制器的参数进行自动调整。与其它方式选取的控制器参数相比,通过矩阵工具选取参数的控制器在控制系统中控制性能更好,为实现四轴飞行器的精确控制奠定了理论基础。 展开更多

关键词 四轴飞行器 数学模型 PID控制器

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CC3200和MPU6050的迷你四轴飞行器控制原理 被引量：3

9

作者 孙铭 王锏 张耀军 《单片机与嵌入式系统应用》 2016年第2期40-43,共4页

多旋翼飞行器具有较好的发展前景,也是近年来的热门研究方向。本文讨论的四轴飞行器是一种四旋翼飞行器。首先介绍四轴飞行器的飞行控制原理;其次逐个阐述了基于CC3200单片机和MPU6050加速度计/陀螺仪的迷你四轴飞行器的各个关键模块,... 多旋翼飞行器具有较好的发展前景,也是近年来的热门研究方向。本文讨论的四轴飞行器是一种四旋翼飞行器。首先介绍四轴飞行器的飞行控制原理;其次逐个阐述了基于CC3200单片机和MPU6050加速度计/陀螺仪的迷你四轴飞行器的各个关键模块,从软件和硬件的角度分别描述了各模块的实现和整合;最后,分析了该四轴飞行器的试飞结果以及该飞行器的一些不足。 展开更多

关键词 四轴飞行器 WLAN 加速度计 陀螺仪 CC3200 MPU6050

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基于STM32的微型四旋翼飞行器的设计与研究 被引量：3

10

作者 李亚杰 葛宇 张晔 《河北建筑工程学院学报》 CAS 2020年第4期125-130,共6页

四轴飞行器的设计原理及控制算法是一个涉及机械、运动学原理、自动控制和算法原理的多领域复杂性问题,故而这些年来一直是一个研究热点。采用STM32F4芯片,配合MPU6050(整合性6轴运动处理组件)、24C02(存储芯片)、气压计、磁力计及其它... 四轴飞行器的设计原理及控制算法是一个涉及机械、运动学原理、自动控制和算法原理的多领域复杂性问题,故而这些年来一直是一个研究热点。采用STM32F4芯片,配合MPU6050(整合性6轴运动处理组件)、24C02(存储芯片)、气压计、磁力计及其它相应元件构成完整的一个飞控系统。以keil uvision5作为开发环境,C语言为编程工具,完成了对四轴飞行器的稳定飞行的实现和控制。在实验中首先反复修改、调试,确保了四轴飞行器可平稳起飞、降落及姿态控制后再着手巡航功能的实现。 展开更多

关键词 四轴飞行器 姿态解算 PID控制 惯性导航

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基于四轴飞行器的远程视频图像传输技术研究 被引量：2

11

作者 刘富起 冀保峰 +3 位作者 李万坤 沈森 孙炎增 徐素莉 《山西电子技术》 2017年第2期78-82,共5页

针对四轴飞行器可通过改变电机转速调整飞行姿态的特点,通过对四轴飞行器的姿态分析,设计了一个姿态检测调节系统,对四轴飞行器的远程视频图传技术进行研究和仿真分析,仿真研究了四轴飞行器的俯仰角和翻滚角,在此基础上,通过matlab等工... 针对四轴飞行器可通过改变电机转速调整飞行姿态的特点,通过对四轴飞行器的姿态分析,设计了一个姿态检测调节系统,对四轴飞行器的远程视频图传技术进行研究和仿真分析,仿真研究了四轴飞行器的俯仰角和翻滚角,在此基础上,通过matlab等工具获得四轴飞行器的轨迹及姿态实时获取结果,并对四旋翼集群运动效果进行了仿真。结果表明所实现的四轴飞行器姿态检测调节系统有着稳定的性能,该方向研究有着广阔的应用前景。 展开更多

关键词 四轴飞行器 图像处理 无线视频传输

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WiFi环境下的微型四轴飞行器系统设计 被引量：2

12

作者 钟永熙 吴黎明 张珊珊 《单片机与嵌入式系统应用》 2016年第11期66-70,共5页

为改善传统四轴飞行器体积大、不便于携带、航模遥控器操作复杂等问题,从易用性的角度出发,提出了基于WiFi控制的微型四轴飞行器设计方案。系统以STM32处理器为核心,MPU6050、HMC5883组成惯性测量单元测量飞行器姿态,上位机通过WiFi与... 为改善传统四轴飞行器体积大、不便于携带、航模遥控器操作复杂等问题,从易用性的角度出发,提出了基于WiFi控制的微型四轴飞行器设计方案。系统以STM32处理器为核心,MPU6050、HMC5883组成惯性测量单元测量飞行器姿态,上位机通过WiFi与飞行控制器进行数据交互;并引入RT-Thread嵌入式实时操作系统,以满足飞行姿态控制的实时性要求。经实验测试,飞行器能在较短时间内对上位机的操作指令进行响应,并按照指定操作稳定飞行,系统基本完成预期目标。 展开更多

关键词 四轴飞行器 飞行控制器 嵌入式实时操作系统 姿态控制

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基于MWC开源飞控软件的航拍设计与实现 被引量：2

13

作者 宋玉春 唐途亮 +3 位作者 吴创彬 刘思广 宋鸿辉 谢国灏 《现代计算机》 2015年第24期54-57,79,共5页

四轴飞行器可用于运输货物、拍摄、飞行研究、玩具等众多领域,也是当前研究的一个热门课题。介绍四轴飞行器的飞行原理、基本控制思路、调试、操纵,和低空拍摄的实现。然后以MWC开源飞控为设计核心,设计一套四轴飞行器的控制系统,并通... 四轴飞行器可用于运输货物、拍摄、飞行研究、玩具等众多领域,也是当前研究的一个热门课题。介绍四轴飞行器的飞行原理、基本控制思路、调试、操纵,和低空拍摄的实现。然后以MWC开源飞控为设计核心,设计一套四轴飞行器的控制系统,并通过外围模块编写适当的程序实现飞行器航拍的即时传输。由于四轴飞行器具有高度灵活性,所以使用它做载具可以代替人类轻易跨越复杂的地形进行航拍、实时采集信息。 展开更多

关键词 四轴飞行器 航拍 MWC 开源

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基于STM32微处理器的飞行器设计与实现 被引量：2

14

作者 吴司林 王强 蓝东浩 《科技视界》 2018年第9期97-98,共2页

随着信息化时代的蓬勃发展,科学技术不断更新,飞行器被广泛的应用在军事侦查、航拍以及民用快递运输等诸多行业。同时飞行器本身也向着飞行控制简单、飞行续航时间长、自动寻航等方面发展。飞行器以Cortex-M3为内核的STM32F103C8T6芯片... 随着信息化时代的蓬勃发展,科学技术不断更新,飞行器被广泛的应用在军事侦查、航拍以及民用快递运输等诸多行业。同时飞行器本身也向着飞行控制简单、飞行续航时间长、自动寻航等方面发展。飞行器以Cortex-M3为内核的STM32F103C8T6芯片做为主控,由无线通讯模块NRF24L01、加速度和角速度传感器MPU6050芯片、空心杯电机驱动,以及电源管理模块等五部分组成。控制器通过读取自身传感器实时采集数据并处理数据,利用卡尔曼滤波算法和互补滤波算法对飞行器进行姿态解算,再通过数字PID控制器、模糊算法等控制算法控制电机输出,实现飞行器在空中稳定的飞行[1]。 展开更多

关键词 四轴飞行器 无线通讯 姿态解算 PID控制算法 模糊算法

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四轴飞行器电机系统的硬件选型与软件控制分析

15

作者 毛震宇 徐伟业 +2 位作者 宋怡 户华辛 张辰骁 《电子测试》 2023年第2期53-57,共5页

主要阐述四轴飞行器电机系统的选型与控制问题。首先,依据电机的原理与分类对电机进行比较,选出飞行器驱动系统的无刷直流电机。然后,依据飞行器的实际需要,选择与之匹配的电机驱动的硬件型号,并依据无刷直流电机的脉冲宽度调制(pulse w... 主要阐述四轴飞行器电机系统的选型与控制问题。首先,依据电机的原理与分类对电机进行比较,选出飞行器驱动系统的无刷直流电机。然后,依据飞行器的实际需要,选择与之匹配的电机驱动的硬件型号,并依据无刷直流电机的脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)控制原理,采用测试法进行数据对比与分析,得到最适合的PWM信号控制参数。最后,按照参数由微控制单元(microcontroller unit,MCU)产生软件控制信号给出验证结果。实践证明,文中所提供的分析方法和实验参数均切实可行。 展开更多

关键词 四轴飞行器 电机系统 电子调速器 PWM

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四轴飞行器控制系统优化策略仿真研究 被引量：1

16

作者 陈鹏展 茹岩 陈晓玥 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2016年第12期20-23,147,共5页

四轴飞行器控制系统的优劣决定了飞行的稳定性能。由于传统的PID控制器参数固定,存在着动态效果不佳、控制精度不高的问题,针对其具有非线性、强耦合、时变等特点,提出了一种采用变论域模糊的四轴飞行器复合控制策略,在不改变模糊控制... 四轴飞行器控制系统的优劣决定了飞行的稳定性能。由于传统的PID控制器参数固定,存在着动态效果不佳、控制精度不高的问题,针对其具有非线性、强耦合、时变等特点,提出了一种采用变论域模糊的四轴飞行器复合控制策略,在不改变模糊控制结构和规则的前提下,根据对系统误差的大小进行分级选择合适的伸缩因子,从而实时改变模糊控制器的输入和输出论域,使控制器能够较好兼顾系统的快速性与准确性的性能需求。仿真结果表明采用误差分级的变论域模糊PID控制策略能够有效的提高四轴飞行器的动态性能和控制精度,且具有较好的自适应能力和较强的抗干扰性能。 展开更多

关键词 变论域 误差分级 四轴飞行器

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四轴飞行器无线供电系统设计 被引量：1

17

作者 王亚川 杨艳 +1 位作者 韩亮 盛东伟 《科技资讯》 2018年第12期94-96,共3页

设计了一种四轴飞行器无线供电系统。该系统通过应用电磁感应原理,使线圈进行能量耦合,从而实现能量的传递。该系统不但为飞行器飞行中途充电,增加飞行器续航和负载,而且还可以实现在太阳能发电冗余条件下,为飞行器紧急充电。实验结果表... 设计了一种四轴飞行器无线供电系统。该系统通过应用电磁感应原理,使线圈进行能量耦合,从而实现能量的传递。该系统不但为飞行器飞行中途充电,增加飞行器续航和负载,而且还可以实现在太阳能发电冗余条件下,为飞行器紧急充电。实验结果表明,该系统为提高充电的能量传输效率提供了一种可靠的解决方案。 展开更多

关键词 四轴飞行器 无线供电 电磁感应 太阳能发电

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嵌入式Linux实时控制的四轴飞行器进程分析 被引量：1

18

作者 杨浩 杨斌 《单片机与嵌入式系统应用》 2015年第11期26-29,共4页

从航拍角度来说,普通的四轴飞行器是将存储卡和相机放在其上,人们无法根据四轴飞行器的视频进行调节,导致航拍效果不佳。现在好一些的四轴飞行器增加了图传功能,这样控制模块和图传模块是完全独立的,不但增加了硬件成本,也增加了四轴飞... 从航拍角度来说,普通的四轴飞行器是将存储卡和相机放在其上,人们无法根据四轴飞行器的视频进行调节,导致航拍效果不佳。现在好一些的四轴飞行器增加了图传功能,这样控制模块和图传模块是完全独立的,不但增加了硬件成本,也增加了四轴飞行器的重量和功耗,使得其续航时间缩短。因此,设计一种将这两个功能合在一起的四轴飞行器控制系统很有必要。要解决此问题,就需要带有操作系统的飞行器控制系统,通过改变Linux操作系统进程的优先级和时间片,能够实时响应四轴飞行器控制系统的进程。 展开更多

关键词 四轴飞行器 LINUX操作系统 飞行控制系统

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基于STM32F103C8的四轴飞行器设计 被引量：1

19

作者 邵长彬 李端凯 《电子技术（上海）》 2016年第11期76-78,共3页

四轴飞行器是一种能垂直起降的多轴飞行器,拥有四个呈对称分布的旋翼,可以实现悬停、维持姿态和各种飞行动作。本文设计了一个基于ARM芯片STM32F103C8的微型四轴飞行器,使用MPU6050姿态传感器检测姿态信息。给出了飞行器的硬件设计和软... 四轴飞行器是一种能垂直起降的多轴飞行器,拥有四个呈对称分布的旋翼,可以实现悬停、维持姿态和各种飞行动作。本文设计了一个基于ARM芯片STM32F103C8的微型四轴飞行器,使用MPU6050姿态传感器检测姿态信息。给出了飞行器的硬件设计和软件设计。实验结果表明,所设计飞行器能够灵活、稳定的飞行。 展开更多

关键词 四轴飞行器STM32F103C8 MPU6050

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基于STC15的四轴飞行器设计 被引量：1

20

作者 王瑞 刘莉苹 《现代制造技术与装备》 2017年第12期85-86,共2页

本文设计了一款简单的四轴飞行器,并论述了四轴飞行器的飞行原理以及各个模块的组成。它由STC15系列单片机控制模块、MPU6050飞行姿态采集传感器、2.4G无线等模块组成。重点介绍四轴飞行器姿态控制算法,将采集到的实时姿态与期望姿态作... 本文设计了一款简单的四轴飞行器,并论述了四轴飞行器的飞行原理以及各个模块的组成。它由STC15系列单片机控制模块、MPU6050飞行姿态采集传感器、2.4G无线等模块组成。重点介绍四轴飞行器姿态控制算法,将采集到的实时姿态与期望姿态作对比,利用PID控制器调节飞行系统的PWM占空比,控制电机的转速以调整飞行姿态。最后,对制作的四轴飞行器进行飞行测试。实现结果表明,所设计的四轴飞行器具有较强的稳定性,能够完成简单的飞行动作。 展开更多

关键词 四轴飞行器 姿态融合 PID 控制算法

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