四旋翼飞行器剖析

2020/10/4
小牛顿科学馆
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微小型飞行器由于体积小、载荷低等特点，
与普通工业产品相比，对控制系统的硬件设计要
求较高，有以下几个方面要求：
(1)要满足控制系统的性能要求；
设
(2)要集成度要高，尺寸小，能够安装在狭小
计 要
的平台空间上； (3)要可靠性高，持续稳定工作时间长； (4)要功耗低，重量轻，保证飞行器具有较大
飞的电大他电 用 够池多电行核电（：数池无 让机螺件子电控心模人电/刷 飞旋了速调马制 ，型 使 荷桨，度 ）电 机达和用密器 有：也控机在：其锂度这是制（ 很。空他电最多些模器配中飞 多电池高轴是型子，。合运控 品最必飞原因螺动容不行） 牌件为易可旋。器这 和需相受少桨多要对是 价损的能供于选的。多位能其配轴可。 以选着。 机架：
求 的巡航时间；
(5)飞行器控制系统要求要有良好的扩展性,
方便日后系统的升级和新功能的扩展。
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P C B 设 计
PCB是线路板的简称
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机载控制系统软件设计
四旋翼飞行器实验平台的软件系统包括上位机和下位机两个部 分。
上位机是针对飞行器的需要，基于delphi开发的一个PC机桌面 应用程序，可以通过串口与飞行器相连，具备传感器校正、显示姿 态、测试电机、查看电量、设置参数等功能。
捷联式惯性导航系统是把惯性元件,即 陀螺仪和加速度计固定在运机体上, 分别测 量运机体相对惯性空间的三个转动角速度和 三个线加速度沿运机体坐标系的分量,经过 计算,得到运机体的位置、速度、航向和水 平姿态等各种导航信息。
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导 航 系 统 坐 标 系
第三章 捷联式惯性导航基本原理
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小牛顿科学馆 微型飞行器的用途
2015/5/7
输电线路巡查 顺丰无人快递
环境监测 空中航拍
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随着MEMS技术的发展，四旋翼飞行器得 以小型化、微型化
MEMS即微机电系统（传感器）
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用于建筑物内勘测
微型四旋翼
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有哪位同学能够说一下生活当 中我们欣飞赏行都一器看段 的到四 视过轴 频哪些飞行器？
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早期的四旋翼飞行器
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现代四轴飞行器
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微
型
飞
行
固定翼型微飞行器
器
种
类
扑翼型微飞行器 旋翼型微飞行器
下位机为飞行器主控制器STM32里的系统程序，主要任务有姿 态解算、电机输出控制，与上位机的通信。
Fra Baidu bibliotek
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系统调试与飞行测试
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总结展望
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微型四旋翼飞行器的姿态检测
常见的姿态测量器件有角速度计、加速 度计、磁力计、气压计，超声波传感器和 GPS 等等。
基于MEMS技术的加速度传感器和陀螺 仪具有抗冲击能力强、可靠性高、寿命长、 成本低等优点，是适于构建姿态检测系统的 惯性传感器。
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系统建模及控制器设计
制单一的参数。它们更稳定，并且飞行 时间更长，因为你可以承载更大的电池。 四旋翼通过减少其中两个电机的转速来 实现横滚，而另外两个电机就可以控制 整个飞机的航向了。
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多轴飞行器机架 机架是一个多轴飞行器的核心，几乎所 有的配件都与它直接相连。 机架可以由很多不同的材料构成，例如木头、塑料、金属(铝)、玻璃 纤维、碳纤维等其他材料。所有的配件会用螺丝或者扎带被固定在 机架上，而且偶尔会把弹性泡沫塑料或者类似的填充物固定在机架 上以减少外界因素对机架的冲击，起到缓冲的作用。
机架定义的飞机的基本外观以及飞机的 大小。
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三多旋翼轴机飞一行般器有模两型个轴是在如飞何机被正定向义，一的个？轴在飞机负向。所 以机身多二看轴旋起飞行来翼器应的该定义是元T素型主或要者是两Y方型面。，负一是向电的机电的数机目通，过这定自义身的旋
转了来旋调翼整数的飞多机少固N；定二在是机某架个翅航膀（向轴上），的数三目旋M翼，这通定常义比了飞两行旋器翼更好 控是制M，轴也飞行上器升。的我四们快旋一一翼般比些对三一，个旋但飞翼是行负器并重称更不之多显为，M著也轴。N更桨当容飞易然行组器，。如果电机停 止运转，那么飞建机，必因为将四坠旋毁翼，不但需要这独类立模的型旋相翼来对控比较敏捷。
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多智能体集群协作，空中壁障
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德国crazy开源微型四旋翼
国内某大学微型四旋翼飞行器
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四旋翼飞行器的基本结构 和飞行原理
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垂直运动
俯仰、翻滚运动
偏航运动
小牛顿科学馆 捷联式惯性导航基本原理
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发射机/接收机
多轴航模属于遥控设备 ，所以你需要一个遥控 器。它应该至少有4通道 ，包括油门，横滚，俯 仰，偏摆，也就是油门 加XYZ轴的移动。更多 的通道更有利于操控， 比如自稳飞行，打开/关 闭灯光等等。
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