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基于STM的四旋翼飞行器设计————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: 第十一届中国研究生电子设计竞赛技术论文论文题目:基于stm32的四旋翼飞行器设计DesignofQuadrotorAircraftBasedonSTM32参赛单位:南京信息工程大学队伍名称:weare伐木累指导老师:行鸿雁参赛队员:张兰戴学飞钱坤完成时间:、飞行方式独特的垂直起降式飞行器,与普通飞行器相比,具有结构简单、故障率低和单位体积能够产生更大升力等优点,所以在军事和民用多个领域都有广阔的应用前景,非常适合在狭小空间内执行任务。本设计采用stm32f103zet6作为主控芯片,3轴加速度传感器mpu6050作为惯性测量单元,,最终使用PID控制算法以PWM方式控制电子调速器驱动电机实现了四轴飞行器的设计。关键词:四轴飞行器,stm32;mpu6050,,lowfailurerate,,elerometermpu6050inertialmeasurementunit,:quadrocopter,stm32,mpu6050,;pid;pwm目录第一章作品难点与创新 1第二章方案论证与设计 6第三章原理分析与硬件电路图 10第四章软件设计与流程 14第五章系统测试与误差分析 15第六章总结 19参考文献 ,最麻烦的就是底层的驱动了,很多驱动得自己编写,为了最大发挥处理器的性能,做了很多驱动优化,将不必要的延时降到最低,比如I2C总线驱动,官方的代码不符合自己的要求,通信效率低,我们花了几天的时间去优化这个驱动,使用了模拟的IIC接口,最后在保证稳定性的前提下,速度提高了一倍。这个设计遇到的最大问题就是怎样保持飞行器的平衡。开始的时候,我们以为很简单,不就是简单的闭环控制么,随着深入研究和实验,发现有些东西已经不能用我现有的知识来解答了,比如姿态的解算。我想姿态解算也是这个项目的难点,怎样时时刻刻都准确的跟踪到飞行器的姿态。很多人都知道使用加速度和陀螺仪检测物体的姿态,很多手机就有这些传感器,但是这两传感器在飞行器上貌似水土不服,陀螺仪随时间推移漂移了,加速度计由于电机的高速运转震动基本上处于半瞎状态。所以我们使用了串级pid算法,并且优化了串级pid算法,使得在只用一个mpu6050的情况下,可以实现稳定的飞行,并且在飞行20层楼层的高度时可以飞出定高的效果。调试过程中,采用无线通信芯片nrf24l01和stm32单片机作为控制端,同时用匿名四轴上位机显示状态。,一是在于遥控器的控制方面,传统的飞行器控制飞行在于通过遥杆控制,通过对遥杆的物理操作实现飞机的左右前后飞行,我们则采用感应式姿态控制,通过遥控器上板载的mpu6050,去跟踪手的姿势,然后将手的物理动作对应到相应的角度,发送给飞控部分,飞控部分将接受到的信号作为期望的角度,实现飞行器的左右前后飞行。本次设计的第二个创新点在于优化pid算法,单纯的pid算法