四轴飞行器MK飞控板开发代码，实现基本的四轴飞行器动作的控制。

一种基于误差四元数的飞行器姿态跟踪系统的滑模控制器(程序及代码)

四旋翼飞行器是一种采用了固连在刚性十字架交叉结构上的4个电机驱动的一种飞行器。该飞行器以Stm32f103ZE单片机为飞控板作为控制核心，工作频率高达72MHz，运算速度快，系统功耗低。飞控板通过采用MPU-6050整合的3轴陀螺仪、3轴加速器，以及地磁传感器等控制飞行器飞行姿态。同时使用RL78/G13 MCU板控制US-100超声波，进行测距，实现对四旋翼飞行器飞行高度的准确控制；并控制OV2640摄像头，采集图像数据，实现了四旋翼飞行器沿黑线循迹，在规定区域起降、悬停等功能。所采用的设计方案先进有效，完全达到了设计要求。 工作原理 本四旋翼系统主要由电源模块、姿态传感器模块、循迹航拍模块、测距定高模块组成，拾物模块构成。 附件包含多旋翼自主飞行器论文、源代码

2019 年“华为杯”第十六届中国研究生数学建模竞赛的F题目，题目名称是《多约束条件下智能飞行器航迹快速规划》，基于约束条件和迷宫算法的思维，设计了新式的迷宫算法，使最优求解过程快速收敛，其他队伍进行计算有的高达数小时，而我们的算法只需要半分钟。因为比赛后期精力不佳录数据的时候犯了粗心错，只拿了国三有些可惜，分享给大家一起学习努力，加油。论文内含matlab代码，仅供参考，参数命名有些乱。

本设计为基于瑞萨RL78/G13的四旋翼飞行器，具备一键式启动，航拍、循迹飞行以及拾取投掷重物等功能。 基于Renesas RL78/G13的X字形四旋翼飞行器，本四旋翼飞行器由主控制板、飞行控制板、循迹模块、航拍模块、电磁铁模块、超声波模块、电机模块等部分组成。由APM飞控板获得当前的姿态数据，交由主控核心RL78/G13进行处理和控制；用串级PID控制算法对数据进行处理，解算后经PID输出相应电机的PWM增减量，用于调整电机转速从而调整飞行姿态；采用超声波传感器进行测距并结合PID算法实现稳定定高飞行；循迹模块使用OV7620摄像头对黑线位置进行采样，经过数据处理后控制飞行器始终保持在目标黑线正上方飞行从而完成循迹飞行任务；电磁铁模块在MCU的控制下可以准确的完成拾取、投放铁板的任务。在各模块相互协作下，四旋翼飞行器可以稳定的进行悬停，航拍，拾取、投放物品，循迹飞行等各项任务。 四旋翼飞行器系统整体电路图 四旋翼飞行器实物图 电路城语:此资料为卖家免费分享，不提供技术支持，请大家使用前验证资料的正确性！如涉及版权问题，请联系管理员删除！

为了让初学者和DIY爱好者能够更好的学习和了解多轴飞行器制造，总结了匿名的开源项目作品，借电路城平台分享给大家。 匿名开源的四轴/六轴及配套的遥控项目，涵盖了飞控电路原理图、源代码、驱动和用户手册。 开源微型四轴飞行器: 电机直径 7mm 高20mm 轴径1mm 传感器 MPU6050 3轴加速度 3轴陀螺仪 主控MCU STM32F103 72M 调试方式 SWD 通信方式 NRF或串口 开源微型六轴飞行器: 电机 直径7mm 高20mm 轴径1mm 传感器 MPU6050 3轴加速度 3轴陀螺仪 主控 MCUSTM32F103 72M主频 调试方式 SWD 通信方式 NRF24l01&蓝牙 控制方式 匿名迷你遥控器&匿名手机APP 配套四轴、六轴遥控器: 处理器 STM32F103C8t6 传感器 MPU6050 无线 NRF24l01+模块 USB转串口 FT232 按键 10路 自带充电管理功能，支持体感遥控模式 电路城语:此资料为卖家免费分享，不提供技术支持，请大家使用前验证资料的正确性！如涉及版权问题，请联系管理员删除！ 微型四轴/六轴飞行器及配套遥控器电路原理图、源代码、用户手册、驱动至附件下载

由于对四轴飞行器感兴趣，收集了一些相关资料，现借电路城平台分享给大家，共同学习！ Crazyfile微型四轴飞行器电气系统框图 电路城语:此资料为卖家免费分享，不提供技术支持，请大家使用前验证资料的正确性！如涉及版权问题，请联系管理员删除！ 资料包含以下资料:

前言: 记得在上大二下的时候参加了2015全国电子设计大赛，题目刚下来便决定了做C题"多旋翼的自主飞行器"4天3夜拿到瑞萨最小系统后便开始写各个模块的驱动代码，因为有开发环境CUBE的神助攻，所以前期的驱动代码是还很顺利的。接下来便是飞行器的组装和电路板 制作，在一起就绪后花掉了2天时间，剩下的两天便疯狂调试，最苦恼的是电池供给跟不上，无奈只能调调停停，初次制作算法也还不够成熟，我直接用的以前做平衡车的经验。不过最后飞得也还算平稳，用的手机加蓝牙控制飞行（后来想一想也是胆大），但题目要求自主飞行，于是我便苦恼了，我便开始记录四旋翼起飞的油门，在起飞后直接给油门（危险）效果也还可以，就在比赛前一天晚上出事故了 一块刚充满电的电池 我装上做最后测试。电池电量过高 直接结果导致飞机飞太高撞到了天花板，结果将飞机撞坏了一个电机，桨就不用说了 惨，不过幸运的是人没事。队友也傻了，怎么办？此时已是凌晨1点。我们捡起“残骸”拍拍上面的灰，听了首“安河桥”便开始和队友一起埋头苦干。哈哈···最后在早上6点前飞机修好了 虽然效果大打折扣不过最基本的任务还算能够完成。第二天比赛，我们是下午开始。第一次参赛，试飞的时候发现异常，冷静后发现超声波线松了 排除故障后开始比赛，比赛结果就不往下写了。（。。。。。）无论怎样我很享受这个过程。比赛结束后便有了做一个小四轴的想法，于是便在网上搜索资料，偶然看到了STC的这个开源项目，于是便自己也动手做了一个，控制代码我也有重写，现分享给大家！！！一起交流！！！ 功能概述: 本设计是基于STC15W4K61S4的微型四轴。以STC15W4K61S4为主控。硬件包括，mpu6050传感器，电源，nrf2401通信模块，720空心杯电机，PCB机架。姿态解算采用四元数，串级PID作为控制器，配合遥控器实现俯仰，横滚，偏航姿态控制。主要用于学习和理解四轴飞行器的基本原理。 实物图: 应用场景: 控制思路: 首先调整电机1，3同向 2，4同向 且相邻电机旋转反相在X型模式下首先通过mpu6050获取三轴加速度计和三轴陀螺仪数据 经过数据处理融合后 得到姿态角度pitch roll 以及Z轴陀螺仪积分出 yaw角。将得到的姿态角送入PID控制器计算输出对应的油门补偿对应的电机 从而使四旋翼平衡。简单来说飞机往那边沉 对应的电机就加速提高升力抵抗它下沉，它的下沉程度是通过角度来反映的而已，具体补偿多少合适，则是通过PID控制器计算的而已。单纯通过角度误差来控制，是属于单级的PID 控制。经过试验这种控制策略应用在小四轴效果不太理想，因此我们通常采用的串级PID控制小四轴，即引入了角速度环，通常内环使用PD(对象角速度)外环使用PI(对象角度&内环输出)这样的控制策略在测试中效果较好，但理想的参数调整比较难，因此需要耐心调试才能得到较好的效果。 系统框图: 本系统硬件设计组成: 主控:STC15W4K61S4 (封装:LQFP32） 传感器:MPU6050(三轴加速度计，三轴陀螺仪)(封装:QFN)https://www.datasheet5.com/pn-MPU-6050-1083104 电机:720空心杯 MOS管 AO3400A (封装:SOT23_M)https://www.datasheet5.com/pn-AO3400A-1215185 2.4G无线:NRF2401 （模块）https://www.datasheet5.com/datasheet/NRF2401/250319... 电源芯片: ME6219 (封装:SOT95)https://www.bom2buy.com/search/ME6219 BL8530-501SM（封装:SOT89）https://www.datasheet5.com/pdf/BL8532/1751621/BELLI... 元器件成本估算: 部分器件成本估算:https://www.bom2buy.com/list/1312-stc15w4k61s4 总结: 此项目在大三上完成，经过调试 能够实现基本飞行，同时也存在以下问题: 参数应该还不够理想（遥控器跟随效果不好）。 PCB设计过大 导致超重，因为担心手焊的MPU不好使故留了较多直插模块接口同时还考虑到十字和X型所以各留了一个这样的直插接口。 这是一次不错的动手经历吧，从原理图PCB到代码都是自己一个人完成，每当遇到问题就网上寻求答案，过程还是很坎坷的，不过也特别有意思。同时也学到很多知识，做事情也更加细心严谨！ 测试结果: 手机里翻了半天总算找到了一点视频上传与大家分享，效果不太好希望勿喷。

这个项目的目的是要制造出价格非常便宜的无人机（quadcopter），同时还能学到很多东西。 我想制造一架无人驾驶飞机，但它对我来说至少是如此昂贵，因为200美元对我来说意义重大，主要问题是市场上有售的套件需要组装。因此，使用套件制造qaudcopter并不意味着实际上只是组件的组装。 因此，作为一名电子专业的学生和业余爱好者，我想到了自己要做的大部分事情。 因此，在四轴飞行器中，电池，电调，BLDC电机等不容易创建的东西。 但是可以轻松制造且成本更低的东西是“飞行控制器”，“ RF接收器”，“ RF发射器”等。 因此，在这个项目中，我制作了一块PCB（也参加了比赛），它具有一个飞行控制器，一个RF接收器（使用NRF24）和2个PWM发生器的PCB，可用于测试BLDC和基于IR的障碍物检测器阵列电路也可以在其他任何项目中使用，对于像我这样喜欢被电子物品包围的业余爱好者，我使PCB能够使用PCB的剩余空间。 此设计总共有5个PCB（所有电路都在一个PCB上制成，以节省PCB成本。它们非常分开，因此您可以使用dremel工具轻松地将它们分开）- 飞行控制器。 射频接收器。 2 PWM发生器 基于IR的障碍物检测器阵列。 ###技术细节/组件 飞行控制器基于ATmega328（SMD），您可以从arduino nano和MPU6050模块（不是很难焊接的IC）上获得，这也可以在Miltiwii（开源平台）上使用。 射频接收器也基于ATmega328，对于射频通信，它使用NRF24模块。 PWM发生器基于简单的555定时器IC。 基于IR的障碍物检测器阵列基于LM358双吸附器IC。 螺丝孔特意缺失。飞行控制器和RF接收器应使用双面泡沫胶带安装，这也将提供悬挂作用。 使用螺丝钉使其沉重，然后我们必须使用橡胶螺丝垫以防止FC受到机械冲击。 ###学习/主题/内置说明 所有这些要素都非常简单，如果您具有基本的电子知识，则可以使用链接的BOM表完成这些要素。 让我们接受一个事实，这些电路遍布整个互联网，我刚刚制作了一块PCB，可以满足我廉价制造四轴飞行器的需求。