四旋翼飛行器設(shè)計與實現(xiàn)

目錄

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第1章四旋翼飛行器概述與發(fā)展現(xiàn)狀

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1.1空中機器人

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1.2國內(nèi)外四旋翼飛行器的研究現(xiàn)狀

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1.2.1國外研究現(xiàn)狀

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1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀

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1.3四旋翼飛行器技術(shù)關(guān)鍵

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1.3.1總體設(shè)計優(yōu)化

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1.3.2能源動力系統(tǒng)

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1.3.3建立數(shù)學(xué)模型

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1.3.4飛行控制

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1.3.5定位、導(dǎo)航與通信

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第2章四旋翼飛行器飛行原理

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2.1基本原理

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2.2四旋翼飛行器姿態(tài)表示

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2.2.1坐標(biāo)系統(tǒng)建立

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2.2.2姿態(tài)解算

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2.3平衡控制算法

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2.3.1四旋翼飛行器的PID調(diào)節(jié)原理

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2.3.2四旋翼飛行器的PID參數(shù)整定(利用MATLAB仿真確定

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理論參數(shù))

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2.4濾波算法

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2.4.1卡爾曼濾波算法

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2.4.2互補濾波算法

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第3章四旋翼飛行器常用通信協(xié)議

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3.1常用通信接口協(xié)議

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3.1.1SPI

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3.1.2I2C

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3.1.3USART

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3.2常用RC(Radio Controller)通信協(xié)議

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3.2.1PPM

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3.2.2PWM

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第4章四旋翼飛行器硬件系統(tǒng)設(shè)計

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4.1四旋翼飛行器系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)

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4.1.1主控板

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4.1.2外圍傳感器

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4.1.3遙控器介紹

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4.2機架的構(gòu)造與電機的選用

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4.2.1機架結(jié)構(gòu)與設(shè)備安裝

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4.2.2電機與槳的選用

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第5章四旋翼飛行器軟件系統(tǒng)設(shè)計

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5.1開發(fā)工具簡介

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5.1.1CCS

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5.1.2IAR

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5.1.3Keil

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5.2飛行控制板控制系統(tǒng)軟件總體設(shè)計

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5.2.1總體框架

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5.2.2初始化

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5.2.3中斷處理

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5.2.4飛行控制程序中的重要變量列表

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5.3四旋翼飛行器具體功能軟件實現(xiàn)

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5.3.1定高飛行

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5.3.2定點懸停與位移控制

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5.3.3數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計

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5.3.4控制系統(tǒng)設(shè)計

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5.4地面站軟件設(shè)計

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5.4.1地面站系統(tǒng)組成與圖形化的界面操作設(shè)計

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5.4.2與四旋翼飛行器的通信協(xié)議

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5.4.3遙控器PPM信號捕獲

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5.5上位機軟件設(shè)計

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5.5.1軟件功能

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5.5.2軟件實現(xiàn)

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第6章四旋翼飛行器制作及調(diào)試方法

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6.1飛行控制板PCB板制作與調(diào)試技術(shù)

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6.2四旋翼飛行器的組裝

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6.2.1飛行器的組裝步驟

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6.2.2新組裝四旋翼飛行器的第一次調(diào)試過程

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6.3常見調(diào)試問題與解決方案

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6.3.1PID參數(shù)調(diào)整經(jīng)驗

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6.3.2減少機械振動以提高飛行穩(wěn)定性

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第7章成功案例

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7.1競賽作品1——2015年(瑞薩杯)全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽

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7.1.1題目要求

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7.1.2系統(tǒng)方案

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7.1.3實現(xiàn)方案

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7.1.4軟硬件方案

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7.1.5測試

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7.2競賽作品2——2016年(TI杯)上海市大學(xué)生電子設(shè)計競賽

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7.2.1題目要求

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7.2.2系統(tǒng)方案

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7.2.3實現(xiàn)方案

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7.2.4硬件與程序方案

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7.2.5測試

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7.3畢業(yè)設(shè)計作品1——目標(biāo)跟蹤四旋翼飛行器

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7.3.1課題概述

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7.3.2硬件系統(tǒng)設(shè)計

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7.3.3飛行控制板軟件系統(tǒng)設(shè)計

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7.3.4系統(tǒng)板軟件系統(tǒng)設(shè)計

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7.3.5總結(jié)與展望

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7.4畢業(yè)設(shè)計作品2——基于Kinect的穿窗和手勢控制四旋翼飛行器

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7.4.1課題概述

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7.4.2硬件系統(tǒng)概述

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7.4.3目標(biāo)物體定位和追蹤

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7.4.4路徑規(guī)劃及控制

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7.4.5總結(jié)與展望

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參考文獻

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