本文格式為Word版，下載可任意編輯——基于單片機微型四旋翼飛行器設計畢業設計(此文檔為word格式，下載后您可任意編輯修改！)優秀論文審核通過未經允許切勿外傳

[摘要]本文對微型四旋翼飛行器自平衡算法進行研究，詳細分析了應用互補濾波器，進行信號處理的思路和參數整定過程，應用濾波后的數據，進行飛行器神態角度融合，解算出飛行器實時的俯仰角、翻滾角、偏航角。在解算出飛行神態角度的基礎上應用PID算法控制四旋翼飛行器進行自平衡懸停及相關的運動神態控制。硬件上，采用STM32F103作為微控制器，以MPU6050作為四旋翼飛行器神態傳感器件，通過AO3402MOS管驅動四個空心杯電機改變飛行器神態，設計結果是能確鑿測量飛行器神態并將測量角度輸出給相應坐標的電機，進行神態調整。本文將從硬件、軟件初始化、控制算法及調試等幾個篇幅詳細展示整個微型四旋翼飛行器的制作過程。

[關鍵詞]微型四旋翼飛行器；互補濾波算法；PD控制算法；STM32F103;自平衡

0Abstract:ThispaperisaresearchaboutalgorithmofQuadrotorMicro-aircraftSelf-balancing.ItwilldetailedanalysistheideaaboutusingComplementaryfilterdealwiththedigitalsignalsandthebasisofflying-AngleusingPIDalgorithmcontrollingQuadrotorMicro-aircraftachievestheself-balancingcontrol.HardwareusesSTM32F103asmicrocontroller,withMPU6050asattitudesensorofQuadrotorMicro-aircraft,throughAO3402MOStubedrivingfourresultcanaccuratelymeasurespacecraftattitudeandoutputthemeasuringAngletothecorrespondingcoordinatesofthemotorandrealizetheattitudeadjustment.ThisarticlewillshowthewholeproductionprocessoftheQuadrotorMicro-aircraftindetailfromthe,controlalgorithm,debugandsoon.

Keywords:Microfourrotoraircraft;Complementaryfilter;PDcontrolalgorithm;STM32F103;

Self-balancing

1目錄

1緒論1

1.1本課題的研究意義及必要性11.2相關領域國內外研究現狀及發展趨勢11.3論文篇幅簡介32四旋翼飛行器系統分析4

2.1系統基本原理42.2系統功能要求52.3系統可行性分析53四旋翼飛行器總體設計7

3.1功能模塊劃分73.2系統模塊設計圖73.3系統流程圖83.4開發工具和開發框架介紹8

3.4.1AltiumDesigner6.9介紹83.4.2KeilforARM介紹93.4.3Serial_Digital_ScopeV2介紹9

4四旋翼飛行器詳細方案設計10

4.1硬件模塊的功能及設計10

4.1.1最小系統板STM32F103模塊10

4.1.2低壓差電源模塊114.1.3傾角傳感器模塊114.1.4空心杯電機驅動模塊124.1.5NRF24L01無線模塊124.2驅動程序功能及設計13

4.2.1最小系統板初始化134.2.2MPU6050初始化134.2.3NRF24L01初始化134.2.4空心杯電機驅動初始化145四旋翼飛行器控制算法實現165.1角度及角速度數據處理算法16

5.1.1互補濾波器可行性分析165.1.2互補濾波器算法軟件實現175.2神態控制算法17

5.2.1PID控制算法可行性分析175.2.2PID控制算法軟件實現185.2.3多維度控制量輸出融合算法19

06四旋翼飛行器綜合調試20

6.1基本功能實現20

6.1.1神態角度數據采集功能206.1.2四旋翼飛行器遙控