基于單片機(jī)的四軸飛行器設(shè)計(jì)及仿真

1、I摘要四軸飛行器具備飛行器的所有優(yōu)點(diǎn)，又具備無(wú)人機(jī)的造價(jià)低、可重復(fù)性強(qiáng)以及事故代價(jià)低等特點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景?？蓱?yīng)用于軍事上的地面戰(zhàn)場(chǎng)偵查和監(jiān)視，獲取不易獲取的情報(bào)。能執(zhí)行禁飛區(qū)巡邏和近距離空中支持等特殊任務(wù)，可應(yīng)對(duì)現(xiàn)代電子戰(zhàn)、實(shí)現(xiàn)通信中繼等現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)模式。在民用方面可用于災(zāi)后搜救、城市交通巡邏與目標(biāo)跟蹤等諸多方面。工業(yè)上可以用在安全巡撿，大型化工現(xiàn)場(chǎng)等人工不容易達(dá)到的空間作業(yè)。因此，四軸飛行器的研究意義重大。本文主要討論四軸飛行器的設(shè)

2、計(jì)實(shí)現(xiàn)、建模分析與控制器設(shè)計(jì)。首先從歷史的角度介紹小型四軸飛行器的發(fā)展現(xiàn)狀，引入現(xiàn)代四軸飛行器的研究，以及運(yùn)用現(xiàn)代控制理論進(jìn)行的研究方法和取得的結(jié)果。其次是給出本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的四軸飛行器樣機(jī)模型與飛行控制器電路設(shè)計(jì)。文中著重從機(jī)械結(jié)構(gòu)與飛行控制器硬件電路設(shè)計(jì)方面論述四軸飛行器的設(shè)計(jì)。文中詳細(xì)分析了機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的元器件選型，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)切實(shí)可用，能滿足應(yīng)用研究的四軸飛行器模型。之后分析四軸飛行器的飛行控制原理，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，建立

3、四軸飛行器的動(dòng)力學(xué)模型。通過(guò)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)飛行控制器方案，并通過(guò)protues軟件踐行模擬仿真以討論其可行性。關(guān)鍵詞：四軸飛行器；單片機(jī)；飛行控制器；無(wú)人機(jī)III目錄1.緒論………………………………………………………………………………………11.1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀…………………………………………………………………….11.2本文研究目的及意義……………………………………………………………….21.3本文的主要內(nèi)容……………………………………

4、……………………………….32.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………42.1元器件的選擇……………………………………………………………………….42.1.1四軸飛行器基本工作原理…………………………………………………..42.1.2旋翼和機(jī)架的確定…………………………………………………………..52.1.3其他小部件的選擇…………………………………………………………..52.2電機(jī)……………………………

5、…………………………………………………….62.3總體結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………………….73.硬件設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………………103.1概述………………………………………………………………………………….113.2硬件電路的設(shè)計(jì)與選型…………………………………………………………….113.2.1飛行控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)…………………………………………………………..113.2.

6、2單片機(jī)選型及介紹…………………………………………………………..123.2.3電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路………………………………………………………………..143.2.4無(wú)線通訊與遙控……………………………………………………………..173.2.5電源電路設(shè)計(jì)………………………………………………………………..183.3硬件部分整體電路圖……………………………………………………………….194.軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試分析………………………………………………

7、……………………204.1PWM調(diào)速原理分析………………………………………………………………..204.2調(diào)速部分設(shè)計(jì)及分析……………………………………………………………….224.3紅外遙控系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)………………………………………………………….264.3.1紅外發(fā)射部分………………………………………………………………..264.3.2紅外接收部分………………………………………………………………..284.3.3鍵盤(pán)設(shè)計(jì)……………