最高效的四旋翼无人机数据采集建模

合集下载

四旋翼飞行器动力学建模与控制技术研究

随着无人机技术的不断发展，四旋翼飞行器已经成为了无人机市场中的一种重

要机型。四旋翼飞行器由于其体积小、操作灵活、便携性强等特点，被广泛应用于农业、地质勘探、安防、航拍等领域。然而，四旋翼飞行器的稳定性及控制问题一直是制约其广泛应用的关键性技术之一。因此，本文将探究四旋翼飞行器动力学建模及控制技术的研究现状和趋势。

一、四旋翼飞行器动力学建模

四旋翼飞行器的动力学模型一般包括四个方程，分别是运动学方程、动力学方程、气动平衡方程以及电机方程。

首先，运动学方程是描述四旋翼飞行器在空间的运动轨迹和姿态的方程。这个

方程组包括七个微分方程，包括三个表示位置的方程和四个表示姿态的方程。位置方程描述飞行器在三个自由度上的运动，姿态方程描述飞行器在三个方向上的旋转。

接下来，动力学方程主要描述四旋翼飞行器的运动和状态方程。四旋翼飞行器

的动力学方程主要包括牛顿定律、欧拉定理、动量定理和角动量定理。

气动平衡方程则描述了四旋翼飞行器在空气中的运动状态。这个方程组包括六

个方程，其中四个方程描述四个电机的输出，两个方程描述飞行器的速度和角速度。

电机方程则描述了四个电机的动力输出。这个方程通常采用电机的转矩和输出

功率来进行建模，用来计算四旋翼飞行器的运动状态。

二、四旋翼飞行器控制技术

四旋翼飞行器的控制技术是保障其稳定飞行的关键之一。控制技术的核心是设

计合理的控制算法和系统结构，通过对飞行器的状态进行控制，以达到预定的控制目标。

其中，传统的PID控制算法无法适应四旋翼飞行器的高自由度、快速响应的特点。针对这个问题，目前研究较多的是基于模型预测控制（MPC）和切换控制的

四旋翼飞行器的设计与控制技术研究

随着科技的不断发展和社会的不断进步，新型的无人机——四旋翼飞行器在各个领域被广泛应用，以其稳定性、操作灵活、载荷能力强等优势越来越受到人们的青睐。设计一架高质量、高稳定性、高安全性的四旋翼飞行器对于成为此领域的佼佼者至关重要。因此，本文将对四旋翼飞行器的设计与控制技术进行深入探讨。

一、四旋翼飞行器的结构

四旋翼飞行器是一种基于自主空中姿态调整的飞行平台，主要由飞机传感器、飞机控制单元、驱动器和机躯体等组成。飞机传感器包括陀螺仪、加速度计、磁力计、光流传感器等，它们共同协作实现飞机姿态的控制，使飞机具备稳定飞行和悬停能力。飞机控制单元是整个系统的核心部件，它利用飞机传感器采集到的数据进行计算、分析和决策，控制飞机进行非线性运动控制。驱动器一般为直流无刷电机，叶片数量为四片，可提供飞行器的升力和推力。机躯体是飞行器的支撑结构，在机躯体上固定了传感器、控制单元和驱动器等关键部件。

二、四旋翼飞行器的控制技术

四旋翼飞行器由于具有非线性、多自由度、不稳定等特点，使其控制成为一项极具挑战性的工作。四旋翼飞行器的控制方法主要有三种：常规PID控制、模型预测控制和自适应控制。

1. 常规PID控制

常规PID控制是四旋翼飞行器控制应用最广泛的方法。它通过测量当前的姿态角度和旋转角速度与期望角度和旋转角速度之间的误差，以实现飞行器的稳定控制。

常规PID控制的主要优点是系统的稳定性好、简单易懂、易于理解和推广。但同时也存在几大不足：PID控制器的参数难以确定、不能自适应调节、对于非线性系统控制效果不佳等。

四旋翼飞行器的建模及控制算法仿真_高燕

多旋翼飞行器因其能够在多种环境下（如室内、城市和丛林等）中执行监视、侦察等重要任务，已被引入军事作战中；同时它还具有巨大的民用前景和商业价值
［1－2］
2
控制器设计飞行控制是四旋翼飞行控制中的关键技术［6］，为了达到控
，如我国国内的顺丰快递
2 ）当 e 和 ec 为中等大小时，比例系数应较小些，积分系
数取值适当，微分系数的取值对系统影响较大，取值应适中以保证系统的响应速度。
图2
angle inversion 模块内部结构图
3
仿真结果与分析设定四旋翼飞行器从地面坐标系的原点（0 ，0 ，0 ）飞至目
关系进行整定。比例、积分、微分系数的自整定要求如下：
1）当偏差 e 较大时，应取较大的比例系数使系统的响应
速度加快，取较小的微分系数避免微分过饱和，对积分作用加以限制以防止系统因超调较大产生积分饱和，通常采用去掉积分作用的方法。
98
四旋翼飞行器的建模及控制算法仿真
源自文库
四旋翼飞行器的建模及控制算法仿真
Modeling and Control Algorithm Simulation for Quadrotor

四旋翼无人机设计与制作毕业论文

摘要：

无人机作为一种重要的航空器，具有广泛的应用前景。本论文以四旋翼无人机为研究对象，通过对其设计与制作的实践，在硬件和软件方面进行详细阐述。主要包括无人机的结构设计、电路设计以及飞行控制系统的编程。通过实际测试，验证了该无人机的飞行性能。

关键词：无人机、四旋翼、设计、制作、飞行控制系统

第一章引言

无人机是一种可以在没有人操控的情况下自主飞行的航空器。其广泛应用于航拍、农业、交通、救援等领域。四旋翼无人机作为一种应用广泛的无人机，具有结构简单、稳定性好的特点。因此本论文以四旋翼无人机为研究对象，旨在通过具体的设计与制作过程探究其相关技术和原理。

第二章无人机的结构设计

2.1无人机的基本组成部分

2.2机身设计

机身的设计要考虑到材料的轻量化和强度的要求。一般使用轻质的碳纤维材料制作机身，同时增加机身的刚性，提高结构的强度和稳定性。

2.3电机和螺旋桨设计

电机是驱动四旋翼无人机飞行的关键器件，其选型要根据负载和飞行需求来确定。同时，螺旋桨的选择也要考虑到机身的尺寸和重量，以及飞行的稳定性。

第三章无人机的电路设计

3.1电路原理图设计

根据四旋翼无人机的功能要求，设计相应的电路原理图。主要包括电

源供给电路、电机驱动电路和飞行控制系统。

3.2电路板制作

将电路原理图转化为实际的电路板，并通过蚀刻和钻孔等工艺制作出来。可使用CAD软件进行设计，选择合适的印刷电路板材料，然后通过化

学方法蚀刻出电路线路图。

第四章无人机的飞行控制系统的编程

4.1控制算法设计

无人机的飞行控制系统是其能够自主飞行的关键。通过对四旋翼无人

四旋翼无人机建模

地面坐标系就是一种固定在地球表面的坐标系。首先在地面上选定一个原点 O，使得 X 轴指向地球表面的任意一个方向。Z 轴沿着铅直方向指向天，Y 轴在水平面内与 X 轴垂直，指向通过右手定则来确定。在忽略地球的自转运动和地球质心的曲线运动时，该地面坐标系可看成是一个惯性坐标系。飞行器的位姿态、速度、角速度等都是相对于这一坐标系来衡量的。
欧拉角
机体坐标系与地面坐标系的关系可以通过三个欧拉角进行表示，分别是俯仰角θ、滚Hale Waihona Puke Baidu角Φ和偏航角ψ。
坐标转换矩阵
机体坐标系和地面坐标系之间的转换满足下面关系式：
动力学模型的建立
根据牛顿第二定律，有：
为作用在四旋翼直升机上的所有外力的和；
为直升机质心的速度；
m 为直升机的质量；
表示对于某定轴的合外力矩；为直升机相对于地面坐标系的动量矩。
比例
r(t) + e(t)
-
积分
+
+
u(t) 被控对象 y(t)
+
微分
由动力学方程可得俯仰角θ、滚转角Φ的理想值：
由姿态角PID后得到：
谢谢！
2 四旋翼无人机动态数学模型
任何系统的运动方程，都是针对某一特定的参考坐标系建立的。无人机在本质上属于多体动力学系统。无人机机身的运动可以看成六自由度的刚体运动，包含绕三个轴的转动和重心沿三个轴向的线运动。想要描述无人机的转动，须选用机体坐标系想要描述无人机的位置，须选用地面坐标系。

无人机建模

综上所述无人机模型的动力学方程可表示为：
，，，即为系统的控制输入量。
式中: 为z轴方向线运动控制量；
为横滚姿态和y轴方向线运动控制量；
为俯仰姿态和x轴方向线运动控制量；
为偏航姿态控制量。
4.无人机在各方向运动速率，滚转速度与四个电机速度呈比例；
5.无人机在低速下飞行，忽略空气阻力。
根据刚体运动定律可知:
式中：为无人机的质心到惯性坐标系原点的距离
m为无人机的总质量；
为旋翼推力；
另外，机体坐标系到地面ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ标系的变换矩阵为:
其中为滚转角，为俯仰角，为偏航角。
假定4个螺旋桨轴都与z轴平行排列，定义推力为4个螺旋桨升力的总和，且在机体坐标系中表示的升力，不包含x和y方向的成分，因此地面坐标下四旋翼无人机的推力可由下式得到：
，i=1,2,3,4
式中：为升力系数，为螺旋桨旋转角速度。
2.旋转运动模型
作用在四旋翼无人机上的主要物理作用有：空气动力学效应、惯性力矩和陀螺效应，根据欧拉方程，可得：
1.10
式中J为机体坐标系B中机体的转动惯量，因为四旋翼机具有对称性，所以为对角矩阵，，，为机体绕三坐标轴的转动惯量；为机体系内欧拉角速度，它和地面系内姿态角的关系可以由下式得出：
1.直线运动模型
四旋翼直升机的控制相当于对力和扭矩的平衡。四旋翼所受外力和重力平衡时就可以实现盘旋飞行。

四旋翼无人机设计与制作毕业论文

四旋翼无人机设计与制

作毕业论文

摘要 ................................................................................................ 错误!未定义书签。Abstract ................................................................................................... 错误!未定义书签。1绪论 .. (2)

1.1研究背景及意义 (2)

1.2 国内外四旋翼飞行器的研究现状 (2)

1.2.1国外四旋翼飞行器的研究现状 (2)

1.2.2国内四旋翼飞行器的研究现状 (4)

1.3 本文研究内容和方法 (5)

2 四旋翼飞行器工作原理 (7)

2.1 四旋翼飞行器的飞行原理 (7)

2.2 四旋翼飞行器系统结构 (7)

3 四旋翼飞行器硬件系统设计 (9)

3.1 微惯性组合系统传感器组成 (9)

3.1.1 MEMS陀螺仪传感器 (9)

3.1.2 MEMS加速度计传感器 (9)

3.1.3 三轴数字罗盘传感器 (10)

3.2 姿态测量系统传感器选型 (10)

3.3 电源系统设计 (12)

3.4 其它硬件模块 (12)

3.4.1 无线通信模块 (12)

3.4.2 电机和电机驱动模块 (13)

3.4.3 机架和螺旋桨的选型 (14)

3.4.4 遥控控制模块 (15)

4 四旋翼飞行器姿态参考系统设计 (17)

4.1 姿态参考系统原理 (17)

四旋翼无人机设计与制作毕业论文

四旋翼无人机设计与制

作毕业论文

1.1研究背景及意义 (2)

1.2 国内外四旋翼飞行器的研究现状 (2)

1.2.1国外四旋翼飞行器的研究现状 (2)

1.2.2国内四旋翼飞行器的研究现状 (4)

1.3 本文研究内容和方法 (5)

2 四旋翼飞行器工作原理 (7)

2.1 四旋翼飞行器的飞行原理 (7)

2.2 四旋翼飞行器系统结构 (7)

3 四旋翼飞行器硬件系统设计 (9)

3.1 微惯性组合系统传感器组成 (9)

3.1.1 MEMS陀螺仪传感器 (9)

3.1.2 MEMS加速度计传感器 (9)

3.1.3 三轴数字罗盘传感器 (10)

3.2 姿态测量系统传感器选型 (10)

3.3 电源系统设计 (12)

3.4 其它硬件模块 (12)

3.4.1 无线通信模块 (12)

3.4.2 电机和电机驱动模块 (13)

3.4.3 机架和螺旋桨的选型 (14)

3.4.4 遥控控制模块 (15)

4 四旋翼飞行器姿态参考系统设计 (17)

4.1 姿态参考系统原理 (17)

四旋翼无人机建模与PID控制器设计

1 机体结构与飞行原理
Abstract ：In this paper, through the knowledge of the body structure and flight principle of the quadrotor UAV, Newton-Euler method is used to analyze the dynamics of the quadrotor UAV. At a small angle of rotation, the mathematical model of the drone was established. Using PID to control it, a double-loop PID controller (inner loop attitude control and outer loop position control) was des- igned through the mathematical model of the drone, and its effectiveness was veriﬁed by MATLAB simulation. Key Words ：Quadrotor UAV; Modeling; PID control
INDUSTRIAL DESIGN 工业设计 / 135
技术与实践
z z
y
y

基于STM32的四旋翼无人机设计

在本文中，我们将会介绍基于STM32的四旋翼无人机设计，包括硬件设计、软件开发和飞行控制等方面。

一、硬件设计

1. 传感器模块

在四旋翼无人机中，传感器模块的设计非常重要，主要包括陀螺仪、加速度计、磁力计和气压计等传感器。这些传感器可以用于测量无人机的姿态角、加速度、磁场强度和气压，从而实现飞行控制和稳定性。在STM32的硬件设计中，可以选择常见的MPU6050、HMC5883L、MS5611等传感器作为传感器模块，并通过I2C或SPI接口与STM32连接，实现传感器数据的采集和处理。

2. 无刷电机驱动模块

四旋翼无人机的推进力主要来自四个无刷电机，因此无刷电机驱动模块的设计非常关键。在STM32的硬件设计中，可以选择常见的电调模块（如BLHeli系列）作为无刷电机驱动模块，通过PWM信号控制电机的转速和转向。还需要考虑电机与电调模块的连接方式和供电方式，以保证无人机的稳定飞行。

3. 通信模块

通信模块是无人机与地面站或其他设备进行数据传输的重要组成部分。在STM32的硬件设计中，可以选择常见的2.4G/5.8G数传模块（如NRF24L01、XBee、HC-12等）作为通信模块，通过串口与STM32连接，实现无人机与地面站的数据交换和控制。

二、软件开发

1. 飞行控制算法

飞行控制算法是无人机的灵魂，直接影响无人机的飞行性能和稳定性。在基于STM32的四旋翼无人机设计中，可以采用常见的PID控制算法，通过对传感器采集的数据进行处理，控制无刷电机的转速和姿态角，实现无人机的稳定飞行。还可以结合卡尔曼滤波算法对传感器数据进行融合和处理，提高飞行控制系统的精度和稳定性。

四旋翼动力学建模

一、引言

四旋翼无人机是近年来飞行器领域的热门话题，其广泛应用于农业、环保、安全监控等领域。为了更好地掌握四旋翼的运动规律，需要对其进行建模分析。本文将介绍四旋翼动力学建模的基本原理和方法。

二、四旋翼结构和工作原理

1. 四旋翼结构

四旋翼主要由机身、电机、螺旋桨和控制系统等组成。其中，机身是支撑整个飞行器的主体部分，电机驱动螺旋桨产生升力，控制系统负责调节电机转速和方向。

2. 四旋翼工作原理

四旋翼通过调节各个螺旋桨的转速和方向来实现飞行姿态调整和位置控制。当四个螺旋桨转速相等时，飞行器保持平衡状态；当某一侧或某一角度需要调整时，相应螺旋桨的转速会发生变化以产生所需的力矩。

三、四旋翼运动学建模

1. 坐标系选择

在进行运动学建模时，需要选择合适的坐标系。通常选择惯性坐标系和机体坐标系。惯性坐标系是固定不动的，用于描述四旋翼在空间中的位置和速度；机体坐标系则随着四旋翼运动而改变，用于描述其姿态。

2. 姿态表示

四旋翼的姿态通常用欧拉角表示。欧拉角包括滚转角、俯仰角和偏航角，分别表示飞行器绕x、y、z轴旋转的角度。

3. 运动方程

根据牛顿第二定律和欧拉定理，可以得到四旋翼的运动方程。其中，力和力矩来自于螺旋桨产生的升力和扭矩，阻力主要来自于空气阻力和重力。

四、四旋翼动力学建模

1. 动力学方程

四旋翼的动力学方程可以通过牛顿第二定律和欧拉定理推导得到。其中，电机输出扭矩与电机转速成正比；螺旋桨产生升力与螺旋桨转速的平方成正比。

2. 状态空间模型

将四旋翼的动力学方程转化为状态空间模型可以方便地进行控制设计和仿真分析。状态空间模型包括状态向量、输入向量和输出向量，其中状态向量包括四旋翼的位置、速度和姿态等状态变量。

果园四旋翼飞机监控图像采集优化处理

jiao liu yuan

随着无人机广泛应用于军、工、农、商领域，无人机的自主飞行、定位、寻迹、跟踪、避障等功能成为无人机研究者需要解决的技术难题。随着对图像采集技术与图像显示技术的研究，图像采集系统与图像显示系统在各个领域中得到了广泛运用，例如用于果园监控、地域勘测以及医疗远程监控等方面、优化图像采集与图像数据分析技术对无人机勘测监控技术在未来科技领域拥有广泛市场具有重要意义。本文以RX23T-R5F523T5A 单片机设计的图像采集系统为例，对四旋翼图像采集与数据处理技术进行详细的分析与论述。

1四旋翼图像数据采集与存储

1.1图像数据采集

OV7620是一款彩色COMS 型摄像头器件，单一型，小体积封装，分辨率可达640×240，每秒传输速率最高可达30帧，自带SCCB 总线接口，具有自动增益、自动进行亮度和饱和度对比、自动控制白平衡等图像处理功能，适用于各种场景。但是为了提高图像质量，弥补医疗设备在医学领域存在的不足，通过对图案噪声，托尼，浮散等方面的图像数据处理，从而采集到更清楚的图像信息。RX23T-R5F523T5A 单片机内部的RAM 处理器可以进行图像信息的采集和图像处理，使系统的稳定性相对提升，进而提高了数据传输的正确率。单片机内部的USB 总线或双端口RAM 实现图像采集信息和PC 或MCU 端口的通信连接，得到的图像数据由PC 或MCU 端分析处理。同时使用OV7620模块能够有效的较少系统的外部硬件电路配置，将OV7620摄像头自带的功能引脚和数据处理端口和单片机进行信号的匹配，通过对软件开发环境的程序编写，达到对OV7620摄像头模块的控制效果。1.2图像数据存储

四旋翼无人机建模及其PID控制律设计_吴成富

四旋翼无人机是一种具有4个旋翼的飞行器，有X 型分布和十字型分布2种。文中采用的是X 型分布的四旋翼，四旋翼无人机只能通过改变旋翼的转速来实现各种运动。国外对四旋翼无人直升机的研究非常活跃。加拿大雷克海德大学的Tayebi 和McGilvray 证明了使用四旋翼设计可以实现稳定的飞行[1]。澳大利亚卧龙岗大学的McKerrow 对Dragantlyer 进行了精确的建模[2]。目前国外四旋翼无人直升机的研究工作主要集中在以下3个方面：基于惯导的自主飞行、基于视觉的自主飞行和自主飞行器系统。而国内对四旋翼的研究主要有：西北工业大学、国防科技大学、南京航天航空大学、中国空空导弹研究院第27所、吉林大学、北京科技大学和哈工大[3]等。大多数的研究方式是理论分析和计算机仿真，提出了很多控制算法。例如，针对无人机模型的不确定性和非线性设计的DI/QFT （动态逆/定量反馈理论）控制器[4]，国防科技大学提出的自抗扰控制器可以对小型四旋翼直升机实现姿态增稳控制，还有一些经典的方法比如PID 控制等，但是都不能很好地控制四旋翼速度较大的情况。本文对四旋翼无人机设计了另外一种不同的控制方法即四旋翼的四元数控制律设计，仿真结果表明这种控制方法是一种有效的方法。尤其是对飞机的飞行速度较大的情况，其能稳定地控制四旋翼达到预期的效果。

1四旋翼的模型

文中所研究的四旋翼结构属于X 型分布，即螺旋桨M1

和M4与M2和M3关于X 轴对称，螺旋桨M1和M2与M3和

M4关于Y 轴对称，如图1所示。对于四旋翼的模型本文主要

无人机倾斜摄影实景三维建模及精度评价

无人机倾斜摄影实景三维建模及精度评

价

摘要：倾斜摄影技术搭配无人机操作能够快速、精准获取项目三维数据，辅

助创建三维实景模型，提高模型精度，为项目提供有效参考，为此需要加强倾斜

摄影以及三维建模技术研究，保障建模精度，减少工程误差。文章先分析了无人

机倾斜摄影，随后介绍了无人机倾斜摄影实景三维建模以及精度评价，以供参考。

关键词：无人机；倾斜摄影；实景三维建模；精度评价

引言：随着无人机技术持续创新发展，逐渐应用于我国各个项目生产当中，

三维建模能够帮助快速采集项目信息。利用无人机搭载专业摄像装置实施倾斜摄

影能够帮助有效采集地面影像信息，对点云数据实施全面扫描，相关数据不但能

够辅助传统数字测绘，还可以支持三维实景建模。

一、无人机倾斜摄影

无人机属于无人驾驶航空器，能够利用计算机系统编程以及无线电控制实施

自主操控，在无人机中设置了自动驾驶以及导航设备。倾斜摄影改变了传统模式

下只能进行垂直拍摄的弊端，在无人机中搭载多个传感器，能够从倾斜、垂直等

多种角度进行拍摄，从而得到目标地物的立面信息，获得目标物倾斜影像，随后

构建模型为人们打造直观世界。倾斜摄影进一步降低了实景三维建模成本，能够

对模型中的对地物原有色彩、纹理进行全面还原，将整个建筑细节以及地貌特征

直观呈现出来，促进倾斜摄影在各个工程领域发挥出应有价值。倾斜摄影所采集

的数据能够帮助人们立足于多个角度层面观测建筑，将目标物实际状况真实、全

面反映出来，有效弥补人工建模精准度不足问题。倾斜摄影实际应用较为简便，

信息获取快捷，利用无人机平台设置多个传感器能够得到更为全面倾斜影像数据，同时借助专业测量软件实施成果多空间测量，利用倾斜影像信息自动设计DSM以

四旋翼飞行器搭建教程(px4 ardupoilot apm )

四旋翼飞行器搭建教程

（译自————加里斯.欧文）

本文将带你通过建立自己的飞行控制器（飞空软件），同时教你工作的具体细节。这些信息很难找到，特别是那些本身就不是航天工程师的人！就我个人而言，我用了六个月，因为我花费了太多的时间查找bug和调试bug，但通过这篇文章你可以短期收获同样的经验。我会教你避开陷阱，这样你就不会像我一样浪费时间。

第一个关键是你对硬件的选择。我选择从零开始建立自己系统，在这一阶段的时候我都不知道RC（remote controlled 遥控; radio coding 无线电编码; ）和飞行器是如何飞行的，这是一个巨大错误。开始我以为，通过自行购买附加电路，芯片和传感器能省很多钱，结果最终我花了一大笔钱！放过自己吧，直接去购买ardupilot 2.5控制板，组装你的直升机，了解遥控，了解飞行原理，然后回到这里。这个板子本质上是只是一个连有一些传感器Arduino（开源主控板,可查/view/1268436.htm?fr=aladdin），和我们将在这篇文章介绍的程序——我们自己编写的。你得将所有东西连接起来，你的四旋翼飞机才能得飞：当然你也得会用优秀的arducopter软件。

本项目（ardupilot）由3D Robotics 提供赞助，这意味着他们销售所设计的硬件获利，并将所得利润回馈社区。该软硬件是完全开源的，所有人可以免费复制下载。你可以直接从他们那里购买，或者从Hobbyking (named HKPilot) and RCTimer (named ArduFlyer).购买相同的拷贝件。

四旋翼飞行器控制系统设计共3篇

四旋翼飞行器控制系统设计1

四旋翼飞行器控制系统设计

目前，四旋翼飞行器正逐渐成为人们探索天空的利器，已被广泛应用于农林、测绘、消防、救援等领域。四旋翼飞行器是一种类似于昆虫翅膀的结构，由四个电动机和相应的位置悬挂的旋翼组成的，可以在空中实现自主飞行和悬停。为了使四旋翼飞行器具备更高的稳定性和控制能力，科研人员设计并实现了控制系统，使其能够在空中实现更高效的飞行。

四旋翼飞行器控制系统可分为硬件和软件两部分。硬件包括传感器、执行机构和控制器等，用于捕获关键飞行信息并实时调节四个电动机的速度。软件包括程序控制、控制策略和运算等，用于调节控制器各参数以确保四旋翼飞行器飞行安全并正常运转。

传感器是四旋翼飞行器控制系统中的重要组成部分。传感器能够实时捕获机身姿态、制动和速度等信息，使四旋翼得以实现更高效的控制。通常使用的传感器包括陀螺仪、加速度计、磁力计和GPS等。陀螺仪和加速度计用于实时检测飞行器的姿态和制动变化，磁力计用于检测地球磁场方向，以确定飞行器的方向，GPS用于定位飞行器在三维空间中的位置信息。

控制系统执行机构是电动机和旋翼组。电动机作为控制系统的

主要执行机构，它的输出转速与飞行器的自身稳定性和空气动力学相关联。旋翼组的作用是提供飞行器升力，同时也是控制方向的主要执行机构。为了确保飞行器飞行的稳定性和响应速度，需要在操作时控制电动机的转速和旋翼的转角。

控制器是四旋翼飞行器控制系统的核心。控制器是指一组能将传感器信息转化为速度控制信号的电路，以控制电动机输出速度，从而控制飞行器飞行方向、高度等参数。控制器分为硬件控制器和软件控制器。硬件控制器主要包括传感器、电动机和电路，用于接收和传递信号。软件控制器是一组算法，用于控制飞行器的方向、高度和速度等关键参数，使飞行器能够保持稳定的飞行。