基于STM32的四旋翼飞行器控制系统设计

四旋翼飞行器控制系统的性能决定了飞行效果的优劣,如何改善飞行控制系统使其拥有更良好的表现成为近几年的研究热点。根据四旋翼飞行器的飞行原理,设计了一种新型四旋翼飞行器控制系统。该系统以STM32作为主控制器,配合各姿态传感器实现飞行器姿态及位置的控制,并结合以姿态角为主要误差源的双环结构PID控制器,提高了飞行器的平稳性。经实际飞行验证,该飞行控制系统方案能够取得较稳定的飞行效果。     

变桨距四旋翼飞行器控制系统设计

变桨距四旋翼飞行器是通过改变旋翼的桨距大小来改变升力的,这种控制策略可使飞行器姿态的响应和控制的延迟都会小很多,同时可以节省资源和能耗。通过分析对比变桨距与传统的变转速四旋翼飞行器的结构和飞行原理,根据其数学模型和控制要求,设计了变桨距四旋翼飞行器的控制系统。该系统采用STM32F427微处理器作为主控制器,使用MPU6000等惯性测量单元及其他传感器用于检测飞行器的位置、姿态;基于四元数方法进行姿态解算;利用PID控制算法对飞行器姿态、高度进行闭环控制。试飞结果表明,变桨距四旋翼飞行器能够稳定飞行,满足系统要求。     

四旋翼飞行器控制系统设计

四旋翼飞行器姿态控制是四旋翼飞行器控制系统的核心. 通过分析四旋翼飞行器的飞行原理,模型建立,设计了四旋翼飞行器的姿态控制系统;在该系统中采用STM32系列处理器作为主控芯片,MPU6050三轴加速度集和三轴陀螺仪惯性测量单元、磁力计等传感器用于姿态信息检测. 本文中传感器使用结构简单的数字接口对数据进行交换,运用模块化的思想对系统进行设计. 使用PID控制算法进行姿态角的闭环控制,最终实验结果表明,在实验平台上四旋翼飞行器飞行效果稳定,系统满足四旋翼飞行器飞行姿态控制的要求.     

基于LabVIEW的四旋翼飞行器姿态监测系统设计

姿态监测是四旋翼飞行器实现正常飞行的主要因素之一,飞控手操控飞行但无法精准地获取实时姿态数据,存在一定的误差且准确性较低;针对以上问题,系统设计采用STM32F103RBT6单片机和MPU9250传感器采集四旋翼飞行器飞行过程中的飞行高度、飞行速度、滚转角以及俯仰角,并将数据传输给上位机LabVIEW软件平台;在虚拟软件平台对四旋翼飞行器的姿态信息进行显示、存储、报警及回放等功能;测试结果表明,姿态监测系统可以实现数据可视化,采集数据的绝对偏差值小于0.5%,提高了四旋翼飞行器姿态监测的准确性,满足了控制小型四旋翼无人机的实际需要。     

语音控制的四旋翼飞行器设计与实现

基于语音识别技术,设计了一套语音远程控制四旋翼飞行器的系统。使用LD3320语音处理芯片和STM32微处理器实现语音识别功能,采用NRF24L01将识别结果传输到飞行器。选用STM32作为四旋翼飞行器的主控芯片,采用六轴运动组件MPU6050、三轴数字罗盘HMC5583L等传感器对飞行器的姿态进行实时测量,再利用数字滤波器对姿态信息进行处理,然后采用四元数进行姿态解算,最后运用双闭环PID控制算法实现姿态控制的要求。测试结果表明,通过语音可以控制四旋翼的正常飞行及姿态变化,系统稳定可靠。     

小型四旋翼飞行器状态显示仪表设计

本文设计了一种基于STM32微处理器的小型四旋翼飞行器飞行状态的显示仪表系统,它以动态图的形式实时更新显示四旋翼的俯仰、横滚、航行角等姿态及基本飞行参数,该系统达到了良好的显示效果,也实现了良好的人机交互协作。     

微型四旋翼飞行侦察机器人控制系统设计

针对微型四旋翼飞行侦察机器人控制系统进行研究和设计,采用基于Cortex-M4内核的32位高性能单片机STM32F405RG为控制器进行了模块化设计,主要包括动力模块、姿态检测模块、无线通信模块和无线视频传输模块,分别对各模块的硬件和软件设计进行了详细介绍.实验验证,本控制系统运行可靠、稳定.     

基于OpenMV四旋翼无人机视觉跟踪系统设计

无人机对目标的实时跟踪是无人机领域的研究热点与难点,该文设计了一个基于OpenMV四旋翼无人机视觉跟踪系统。该系统以STM32F407VGTx为主控芯片,以姿态传感器、气压计传感器、光流传感器、激光传感器和电子罗盘等为传感器,通过高速的SPI和UART接口获取无人机姿态,构建了一个稳定的飞行控制平台。设计了基于串级PID的无人机悬停、定点和定高飞行的控制算法与程序。在四旋翼无人机稳定飞行的平台上,通过OpenMV实现了四旋翼无人机对目标色块的实时跟踪。     

基于STM32单片机的三叶浆四旋翼飞行器设计

针对现阶段三叶桨四旋翼飞行器平衡难以控制的问题,该文基于STM32单片机设计了一个三叶桨四旋翼飞行器,该飞行器采用四元数转欧拉角算法和PID调节器,实现了角速度与加速度到角度的转换。该飞行器利用STM32 F103CBT6与L3G4200d姿态传感器对陀螺仪、加速度计数据进行采集,达到了控制三叶桨平衡的目的。测试结果表明,该飞行器实现了平衡起飞,飞行高度在0-50m以内,起飞转速平均为4500转左右。与普通的二叶桨四旋翼飞行器相比,在同样的遥控油门推动下,三叶桨的四旋翼飞行器比二叶桨飞的更高,电池的使用时间更长。     

基于RTOS的四轴飞行器

针对四旋翼飞行器设计,本文提出一种利用移植Raw-OS实时操作系统的STM32单片机进行飞行系统控制的解决方案。本系统选择低端32位ARM微控器的STM32F103T8单片机作为飞控系统的主控芯片,采用卡尔曼滤波和四元数再结合串级PID控制算法对四旋翼飞行器进行姿态控制,再利用Raw-OS嵌入式实时操作系统的易移植性、实时性、高效性和稳定性,保证了系统控制的速度和信号采样的精度,以实现对飞控系统的实时控制。最后通过实验证实了四旋翼飞行器控制系统设计方案的合理性。