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工程硕士学位论文
单桨无人机嵌入式飞行姿态
控制系统设计与实现
硕 士 研 究 生 ： 徐卓萌
导 师： 王鸿鹏教授
申 请 学 位： 工程硕士
工 程 领 域： 计算机技术
所 在 单 位： TCL 多媒体科技有限公司
答 辩 日 期： 2012 年 06 月
授予学位单位： 哈尔滨工业大学
Classified Index:
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Dissertation for the Master’s Degree of Engineering
DESIGN AND IMPLEMENTATION OF
EMBEDDED FLIGHT ATTITUDE
CONTROL SYSTEM FOR
SINGLE PROPELLER UAV
Candidate: Xu Zhuomeng
Associate Supervisor: Professor . Wang Hongpeng
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Specialty: Computer Technology
Affiliation: TCL Multimedia Technology
Date of Defence: June, 2012
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文
摘 要
单桨无人机是一种新型的旋翼飞行器，其机体结构简单，具有六自由度运
动特性，在低空低速飞行器领域开始被越来越多的科研人员和商业机构重视。
飞行控制系统是单桨无人机系统的重要组成部分，是实现自主飞行的基础，而
飞行姿态控制方法是飞行控制系统的核心，是提高飞行品质的重要因素。进行
单桨无人机飞行控制系统及姿态控制方法的研究具有重要的现实意义。
本文以单桨无人机飞行控制系统为研究对象，在对已有的用于小型无人机
飞行控制系统的研究基础上，提出了一种基于 ARM-Linux 架构的飞行控制系
统方案。通过对单桨无人机特性的分析，确定了飞行控制系统的软硬件设计需
求，并 据此实现了硬件器件的选型及电路设计，实现了基于控制系统硬件平台
的 Linux 操作系统移植。
在飞行控制系统硬件设计及 Linux 操作系统移植的基础上，提出了飞行控
制程序的设计方法，并且实现了控制程序的输入及输出模块，包括传感器数据
采集及舵机控制。
本文在对单桨无人