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2014年TI杯大学生电子设计竞赛报告
A题:四旋翼飞行器
摘要:小型四旋翼飞行器是一种通过对四个旋翼联合驱动而实现垂直起降的无人飞行器,是一个模块化、具有较高硬件灵活性和较好操控性的平台装置,这个平台装置能够为科学实验、工程监控、气象监测、灾害预警等提供很好的应用平台。本文以自制小型电动四旋翼飞行器作为研究平台,通过对MPU6050传感器测得运动数据研究,实现对其空中运动姿态的数学描述,建立完整的动力学模型,并针对姿态解算方法和飞行控制算法展开研究,最终完成飞行器的稳定悬停等研究目标。
关键词:四旋翼飞行器;MPU6050传感器;运动姿态;动力学模型 ;稳定悬停。
目录
一、系统设计要求- 1 -
1. 1、任务- 1 -
1. 2、设计相关要求- 1 -
、根本要求- 1 -
、发挥局部- 1 -
二、系统方案论证与选择- 2 -
、系统根本方案- 2 -
、处理器选取方案- 3 -
、轨迹探测模块选取方案- 4 -
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、高度传感器选取方案- 4 -
、平衡传感器选取方案- 5 -
、电源模块选取方案- 6 -
、电机驱动模块选取方案- 7 -
、加速度模块选取方案- 7 -
、系统各模块的最终方案- 8 -
、方案描述- 8 -
、具体方案- 8 -
三、系统的硬件设计与实现- 10 -
、系统硬件的根本组成局部- 10 -
3. 2、主要单元电路的设计- 11 -
、控制电路- 11 -
、摄像头循迹电路- 11 -
、超声波测距电路- 12 -
、电机驱动电路- 12 -
四、系统软件设计- 13 -
、根本要求流程图- 13 -
、超声波发送和接收模块流程图- 13 -
- 14 -
- 15 -
五、系统测试- 18 -
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、测试仪器- 18 -
、指标测试- 18 -
、测试方法和条件- 18 -
、测试数据及测试结果分析- 18 -
六、总结- 19 -
参考文献- 20 -
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一、系统设计要求
1. 1、任务
〔1〕设计制作一架能够自主飞行的四旋翼飞行器。
、设计相关要求
四旋翼飞行器能够完成以下飞行动作:
飞行器能够根据起飞前预置的指令起飞,飞离地面高度应超过30cm,飞行距离〔水平〕应超过60cm,然后飞行器应能平稳降落。
飞行器能够根据指定〔键盘设定〕的飞行高度及降落地点〔方向及距离〕连续稳定地完成起飞、指定高度水平飞行、平稳降落等动作。
飞行器能够根据