硬件設計熱門培訓內容之四軸飛行器原理

時間:2018-12-06 16:58:23

咱們這里從頭開始制作一個四軸,并使用程序實現四軸的平穩飛行 
分為如下幾個部分

1,硬件 
a. 板子供電的穩壓電路設計 
我買的航模電池的輸出電壓為4.3V左右,但是我選擇來進行控制的STM32單片機的供電電壓為3.3V,所以這里要進行穩壓,把單片機的供電電壓穩定在3.3V 
這里選擇最常用的ASM1117-3.3V這款穩壓芯片 
b. 電機的選型 
這里我們做的是小型四軸,所以選型的電機要小型還要輕,這里選擇世面上常見的空心杯電機,這種電機具有很高的KV值(KV值代表轉速和供電電壓的比值,比如KV值是10000,那么當輸入電壓問4V的時候,轉速就是40000轉),而且具有小巧,質量輕的特點。 
c. 電機驅動功率電路的設計 
這里使用功率MOS管,驅動電機,電路后期詳細說明 
d. 傳感器的選型 
這里因為我們做的小型四軸,所以并沒有太多的多余升力帶很多的傳感器 
所以就選擇了集成的6軸傳感器MPU6050,里面集成了3軸的加速度傳感器 
和3軸的陀螺儀傳感器 
e. PCB板子的設計和制作 
f. PCB的焊接


2,軟件 
a. 底層硬件驅動的編寫


3,PWM生成的程序


4,傳感器數據采樣程序


5,通信程序 
b. 四軸動力學分析 
從空氣動力學上分析,四軸為什么能飛起來 
c. 算法的學習


6,低通濾波器/低通數字濾波器 
從硬件的RC/RL/RLC低通濾波器說起 
到數字低通濾波器原理 
到程序實現


7,高通濾波器/高通數字濾波器 
從硬件高通濾波器說起 
到數字高通濾波器原理 
到程序實現


8,數字互補濾波器 
互補濾波器原理 
在程序中的使用


9,四元數/歐拉角 
利用傳感器數據和四元數/歐拉角等數學公式,來計算出四軸的實時姿態


10,PID算法的學習/雙環PID控制 
最簡單的單環PID控制 
積分分離策略的使用 
抗飽和積分策略的使用 
串級PID(雙環PID)算法的使用


11,PID參數的整定 
這塊我先用matlab仿真看趨勢 
然后實地去調整PID參數 
這里順便給出word文檔

 

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