基于CC3200的微小型四軸無人機設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、微小型四軸無人機因其機動靈活、機械結(jié)構(gòu)簡單、性價比較高等特點，逐漸成為無人機領(lǐng)域中的研究熱點。在對微小型四軸無人機進行設(shè)計時，一個穩(wěn)定的嵌入式飛行控制系統(tǒng)是實現(xiàn)其穩(wěn)定飛行的重要因素?？v觀目前大部分的開源飛行控制系統(tǒng)，其硬件設(shè)計大多采用的是主控MCU外接獨立無線通信模塊的模式，這樣的設(shè)計雖然提升了拓展性，但卻不利于飛行控制板的小型化與微型化，兩者間不穩(wěn)定的連接方式也降低了系統(tǒng)的魯棒性;同時其系統(tǒng)的整體飛行穩(wěn)定性不高，一般不具備高度控制功能

2、或是定高精度不足以滿足一些特定任務(wù)的需求。
　　針對這些問題，本文提出一種以CC3200這款集成Wi-Fi無線通信功能的單芯片微控制器作為主控芯片，采用改進的濾波融合算法進行傳感器數(shù)據(jù)融合，利用超聲波傳感器實現(xiàn)高度控制的飛行控制系統(tǒng)方案。此方案提高了飛行控制板的集成度與穩(wěn)定性，減小了飛行控制板的體積，同時提高了四軸無人機的飛行穩(wěn)定性并實現(xiàn)了較高精度的定高懸停功能。本文的主要研究及設(shè)計內(nèi)容如下:
　　1.在了解微小型四軸無人機

3、組成結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對其飛行控制原理及相關(guān)算法進行了深入分析，并根據(jù)實際應(yīng)用中存在的問題對現(xiàn)有算法進行了改進，提出了基于互補濾波及Mahony濾波的傳感器數(shù)據(jù)濾波融合方法;接著研究了PID控制算法在微小型四軸無人機飛行姿態(tài)控制中的應(yīng)用，完成了相應(yīng)控制系統(tǒng)的設(shè)計。
　　2.以CC3200為控制核心，設(shè)計了微小型四軸無人機的硬件系統(tǒng)。內(nèi)容包括硬件總體框架設(shè)計、飛行控制板硬件電路的設(shè)計及其他硬件部件的選型。
　　3.根據(jù)系統(tǒng)需求，設(shè)

4、計了此微小型四軸無人機的軟件系統(tǒng)，完成了飛行控制板底層驅(qū)動構(gòu)件及功能軟件、PC端調(diào)試軟件及手機端Android遙控App軟件的設(shè)計。
　　4.在完成硬件電路焊接測試、整機組裝及控制算法的參數(shù)調(diào)試后，進行了整機實地飛行對比測試，給出測試數(shù)據(jù)分析及測試結(jié)論，并對整機測試中出現(xiàn)的典型問題及解決方案進行了闡述。
　　飛行測試結(jié)果表明所設(shè)計的基于CC3200的微小型四軸無人機已能夠?qū)崿F(xiàn)受控的穩(wěn)定飛行及定高懸停功能，可作為實驗平臺進行后