课题的意义及培养目标

课题的意义及培养目标：

本课题来源于实际工程项目，通过设计一个无人飞机控制系统，使学生掌握作为一个现代电气工程师所应该掌握的基本技能，能独立分析问题并确立出合理的设计方案，从而进一步培养学生独立的思考问题及解决问题的能力，为今后走向工作岗位奠定一定的基础。无人飞机作为现代国家中的重要军事设备，其控制精度、控制方式都有其特殊性。设计一个合格的无人机控制系统需要考虑很多因素。

本课题在对无人机仿真系统进行研究，侧重于设计整个控制系统的控制软件。

设计（论文）所需收集的原始数据与资料：

飞行控制系统相关文献资料

MATLAB程序设计参考手册

电气控制、自动控制控制文献资料

PID控制器相关论文书籍文献资料

课题的主要任务（需附有技术指标分析）：

本课题源于无人驾驶飞机实践，因此该课题的设计首先应先满足工程技术要求及相应的控制精度。而作为一个毕业设计题目，则需要考虑其系统性，综合性以及可扩展性，有鉴于此，本课题的主要任务包含以下几个：

1.理解PID控制系统总体方案及相关工程技术要求；

2.读懂无人飞机控制系统原理图，接线图，基于常规PID和智能PID的无人飞机的设计问题；

3.设计无人飞机控制系统程序，满足控制要求，并尽可能使PID控制程序完善可靠，具有一定的可扩展性；

随着无人机的应用范围从军事已拓展到民用等诸多领域，受到越来越多国家的重视，目前大约有30个国家从事无人机的研制。作为无人机的“心脏”部分，飞控系统决定着它性能的稳定性和数据传输的准确性和实效性，是选择无人机的一个重要指标。随着微电子和制造工艺的发展，飞控系统正朝着体积小、性能高和功耗低等方向发展。

首先，介绍了无人机和飞控系统的发展历程、无人机的发展趋势和我国无人机发展现状，论述了我国在无人机方面的技术缺陷，指出了本课题的研究意义。

其次，阐述了无人机的飞行和控制原理，结合实际要求，选择了调试用的模型飞机，根据其控制特点，确定了飞控系统的组成部分。对所有的开发模块进行选型，并详细介绍了它们的特点和性能。

然后，以STM32F103ZET6作为核心处理器，提出了一种合适小型无人机飞控系统的设计方案。按照这个方案，分别完成了核心处理器的最小系统、传感器组模块、通讯及定位模块和电机驱动等硬件电路的设计，介绍了PCB设计过程中应该注意的事项，并根据机航尺寸和模块大小完成了系统的整体PCB设计。考虑到各个任务实时性的特点，选择了、、、

最后，在MDK开发环境下，完成了各个模块的实物调试，并对其结果进行了分析。在此基础上，对整个飞控系统分析进行了调试，修改并确定了设计方案。事实证明，改飞控系统完成飞行时所需要的各种参数的实时采集和飞行姿态的调整；它所采用的模块都是高度集成化的。又具有一定的通用性，因而可作为一个模块满足一些仪器的开发要求。

关键字：无人机，飞控系统，MDK, 移植