基于STM32的四轴飞行器控制系统研究与设计
四轴飞行器因其结构简单，易于实现，成为目前研究非常广泛的无人机之一。本文介绍了四轴飞行器在国内以及国外的发展状况和发展方向，描述了四轴飞行器的基本运动原理，重点研究了四轴飞行器的核心—飞行控制电路。 随着应用设备对微控制器的功耗、速度以及资源等方面的要求不断提高，传统单片机已无法满足很多设备需求。STM32F103系列芯片采用ARM Cortex-M3内核，低功耗、超高速。其中STM32F103V系列芯片有100个引脚，大量的外设资源满足四轴飞行器设计要求。并且，在当前快速发展的MEMS技术下，大量高性能数字IC出现在市场上，使廉价惯性导航系统得以实现。利用惯性导航原理，通过滤波算法来完成四轴飞行器姿态的实时解算。本文采用MPU6050传感器和其他惯性器件，设计了基于STM32的四轴飞行器控制系统，系统包括各传感器硬件模块和电源功能等模块，介绍了硬件电路的设计、软件编程和算法的实现。对算法和各传感器模块进行了研究编写和实际测试。并将测试结果与精确的姿态解算方法进行对比，达到不错的效果。并且对测试中的不足之处，包括硬件和软件问题一并进行修改更新，给出了软硬件改进结果。采用了部分变形的PID控制算法对四轴飞行器进行姿态控制，利用Matlab仿真和实际的参数整定。最后客观评价了研究成果，完成了四轴飞行器飞控系统的设计。
四轴飞行器;STM32芯片;姿态控制系统;惯性导航;滤波算法
中国计量学院
硕士
物理电子学
唐莹
2015
中文
V249.122.2;V275.3
71
2016-05-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）