基本介紹
- 中文名：四旋翼無人飛行器設計（清華開發者書庫）
- 作者：馮新宇，范紅剛，辛亮
- 出版時間：2017年5月01日
- 出版社：清華大學出版社
- 頁數：128 頁
- ISBN：9787302467359
- 定價：39 元
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝
內容簡介,作者簡介,目錄,
內容簡介
四軸飛行器是一種無人飛行器，也是一種智慧型機器人，“四軸”指飛行器的動力由4個旋翼式的飛行引擎提供。人們對於四軸飛行器的研究從軍用到民用、商用領域都有涉及。近幾十年來，隨著現代控制理論與電子控制技術的發展，運用現代控制技術，使用電機代替油動力引擎進行四軸飛行器控制研究。本書利用主流控制器STM32系列微處理器平台，從設計的方案論證、器件選型、代碼調試的全過程對四軸飛行器設計透徹細緻地講解，讀者可以根據書中給出的電路和代碼自行設計。本書可作為電子、通信及控制等相關專業的參考書，也可以作為相關技術人員的技術參考書。
作者簡介
馮新宇，從事嵌入式系統項目開發和相關教學工作。曾主持或參與嵌入式相關課題與項目開發20餘項；近10年來一直作為指導教師參與全國電子設計大賽、飛思卡爾電子設計大賽、黑龍江省電子設計大賽等工作，所指導的學生多次獲得各種賽事重大獎勵。個人代表性著作有《ADS2009射頻電路設計與仿真》《ARM 9嵌入式開發基礎與實例進階》與《ARM Cortex-M3體系結構與編程》。
目錄
第1章簡介
1.1四旋翼飛行器發展歷史
1.2四旋翼飛行器的研究現狀
1.3四旋翼飛行器的主要套用
第2章四旋翼飛行器的控制原理
2.1四旋翼飛行器的結構
2.2四旋翼飛行器的運動控制方法
2.3四旋翼飛行器各部分的工作原理
2.3.1飛行姿態與升力關係
2.3.2飛行姿態的測量
2.3.3加速度感測器工作原理及角度測量
2.3.4陀螺儀感測器工作原理及角度測量
2.3.5磁力計感測器工作原理及測量方法
2.4姿態解算方法
2.4.1互補濾波算法
2.4.2卡爾曼濾波算法
2.4.3DMP姿態數據獲取
2.5PID控制算法
2.5.1PID概述
2.5.2四軸飛行器PID控制器設計
第3章硬體設計
3.1協定預備知識
3.1.1SPI匯流排
3.1.2I2C匯流排
3.1.3USART匯流排
3.2總體設計
3.2.1遙控器電路基本框架
3.2.2飛行器主控電路基本框架
3.3飛行器主控電路*小系統設計
3.3.1基本原理
3.3.2硬體電路設計
3.4姿態感測器模組
3.4.1基本原理
3.4.2硬體電路設計
3.5無線通信模組
3.5.1基本原理
3.5.2硬體電路設計
3.6定高模組
3.6.1超音波定高模組
3.6.2氣壓計定高模組
3.7電機及驅動模組
3.7.1基本原理
3.7.2硬體電路設計
3.8遙控器模組設計
3.8.1基本原理
3.8.2硬體電路設計
3.9電源模組選擇
3.10四軸飛行器的組裝
3.10.1電機、漿、電池、機型的相互關係
3.10.2機架的組裝
第4章軟體設計
4.1軟體預備知識
4.1.1剛體的空間角位置描述
4.1.2用歐拉角描述定點轉動剛體的角位置
4.1.3四元數
4.1.4控制與濾波算法
4.2主控程式初始化設定及說明
4.2.1SPI的I/O口初始化實現
4.2.2IIC的I/O口初始化實現
4.2.3定時器初始化實現
4.2.4電子調速器初始化實現
4.3姿態感測器軟體設計
4.3.1軟體設計基本思路
4.3.2DMP
4.3.3代碼實現及解析
4.4氣壓計軟體設計
4.4.1軟體設計基本思路
4.4.2代碼實現及解析
4.4.3自主高度控制的實現
4.5遙控器軟體設計
4.5.1軟體設計基本思路
4.5.2無線模組代碼實現及解析
4.5.3搖桿代碼實現及解析
4.6攝像頭軟體設計
4.6.1軟體設計基本思路
4.6.2攝像頭的數據讀取
4.6.3攝像頭的數據處理
4.7上位機設計
4.7.1幀頭檢測模組
4.7.23D模型路徑模組
4.7.33D模型屬性設定模組
4.7.4陀螺儀3D數據顯示模組
第5章調試、問題解析及改進方向隨想
附錄ASTM32F4*小系統電路圖
附錄B遙控器電路
附錄C飛控板連線電路
參考文獻
