电子-自主悬停四旋翼总结报告.pdf,综合电子技术四轴飞行器|飞控

目前市面上的四轴飞行器玲琅满目，但价格都相对昂贵，让非常多的航模爱好者望而止步。 对于10*10cm的小型四轴飞行器由于其灵活性极高，把玩性好，观赏价值非常高的特点越来越受到人们的青睐。 笔者设计过多款四轴飞行器，并自己编程，飞行控制良好。 由于四轴飞行器的电磁干扰特性，导致很多四轴飞行器的无线通信等控制方面非常大的不稳定，常常见到的是 油门加大后就导致通信异常现象。 笔者将四轴飞行器设计成四成板，将模拟数字铜层完全分开，经过精巧的设计，研制出一款非常稳定的四轴飞行器电路。

四轴飞行器实物图 使用软件须知: 1. 打开纸飞机四轴APP 2. 界面功能如下 3. 点击连接按钮，选择蓝牙设备Aircraft4j 4. 油门解锁在左下角，油门杆拉到最底端才能解锁 5. 软件使用重力感应功能，四轴的姿态将和手机姿态保持一致，手机水平，四轴 也将 水平，手机向左倾斜，四轴也将向左飞，所以解锁前请将手机保持水平 6. 校准和PID 按钮可以设置四轴传感器校准参数和PID 参数。 7. 第一次试飞请在空旷地段进行 四轴飞行器演示视频: 附件包含以下资料: Aircraft4j_v1.01.apk 四轴电路图.pdf 四轴固件_v1.6.hex 四轴手机客户端软件使用说明v1.0.pdf 四轴遥控器上位机蓝牙通讯协议参考_v0.4.docx

基于STM32F4的四轴航拍平台。以STM32F407为控制核心，四轴飞行器为载体，辅以云台的航拍系统。硬件上由飞控电路，电源管理，通信模块，动力系统，机架，云台伺服系统组成。算法上采用简洁稳定的四元数加互补滤波作为姿态解算算法，PID作为控制器，实现飞行，云台增稳等功能。具有灵活轻盈，延展性，适应性强好等特点。

本人小白一枚，从零开始，历时三个月，从微型四轴到大四轴，搜罗各种资料，尤其感谢匿名四轴和论坛上的一些分享，帮助很大，目前四轴能够较为稳定的飞行，后续将加入超声波定高，光流定点，还需要一定的时间来完善。 该小四轴硬件设计资料，仅供学习参考，希望可以帮助到正在制作路上的四轴朋友。 F1主控小四轴电路 PCB截图: 四轴试飞视频: 微型四轴: 定高视频: 最新进展:

每一个做四轴飞行器都会遇到这样的情况，飞机做好了，软件没调好！！ 还有什么比这更让人抓狂吗? 有！！那就是想飞的时候，发现没有遥控器！！！所以在做飞机的时候把遥控器一起做了吧。 匿名迷你手持遥控器是一个开源的遥控器设计，代码的可读性很强。 匿名迷你遥控器使用STM32F103C为主控芯片，通过NRF24L01无线收发芯片收发数据。 NRF24L01收发电路: 遥控器可采用5V直流供电或可充电式5V锂电池供电。 遥控器供电电路: 电池充电电路:

80元的LQFP48封装四轴SPI运动控制芯片 SPI通讯，仅需使用10条指令便可完成复杂工作。 单模块四轴输出，多个模块多从机工作可达120轴。 支持四轴，三轴，二轴，一轴直线插补，二轴圆弧插补，螺旋 插补。脉冲输出使用脉冲+方向方式。 拥有128条运动指令缓存空间，支持连续插补，支持速度前瞻。 LQFP48封装，引脚输入输出3.3V，可兼容5V。

纯属个人DIY作品，方便自己兴趣所用。

什么是PID闭环控制系统？举个生活中的例子，我们所乘坐的动车，在即将到达站点的时候会切断动力，凭借惯性进入月台，如果火车在切断动力的时候时速是100km/h并且距离月台是1KM，那么这个100比1就是比例P的含义，P越大，他在站前开始滑行的速度也就越快，快的话也就是进入站台的时间比较短，但是过快也就意味着，惯性太大可能冲下月台，这也就不得不经行倒车，但是因为P过大，倒车以后的滑行同样会使得火车到过头，这样一来，就形成了一个反复前行后退的震荡局面，而P设置小了，进站的速度也就变得缓慢，进站的时间也就会变得越长，所以设置一个合适的P是PID的首要任务，由于P是一个固定值，如果将火车的速度与月台的距离用一个坐标理想化的表现出来的话，不考虑其他外力，那就是一条直斜线，越陡表示进站的时间越短。

本设计四轴遥控板QCopterRemoteControl 是一个遥控器开发板，四轴飞行器的控制装置，用来与QCopterFlightControl沟通、控制，板上搭载摇杆与传感器，并外接3.5 寸显示荧幕，可以将四轴上的回传回来的信息显示出来，荧幕建立了简单的操作界面，方便使用者设定、观察飞控板，目前遥控器有 QCopterRC 与 QCopterRCs 两种版本，前者使用芯片效能较高、功能多，带高分辨率的荧幕，后者功能较为简洁，制作成本比较低。 四轴遥控板实物截图: 遥控板系统框图: 硬件: 控制器 : STM32F407V 100Pin 168MHz DSP FPU 显示器 : TFT_3.5-inch ( 3.5" 480*320 )，使用 FSMC 操作 传感器 : IMU 6-DOF ( MPU-6050 ) 储存纪录 : SD 卡，使用 SDIO 操作 无线传输 : nRF24L01P + PA + LNA 乙太网络 : W5500，使用 SPI 操作 外接界面 : 1SPI ( FFC16 ) 、1USB ( Micro ) 、1UART、1I2C/CAN PCB 尺寸 : 155 * 60mm 设计软件 Altium Designer 13 ( PcbLib use AD PcbLib v0.2 ) *** 目前 W5500 尚未完成测试 ... QCopterRC v2.0 预计修改 ( 尚未决定改版时间 ): 微控制器改为 LQFP100 的 STM32F42xV 或 STM32F43xV，增加运算速度。 无线传输部分改用 nRF51422 传输，以兼容 BLE & ANT+。 改成使用 TFT_4.0-inch 800*480 荧幕，增加分辨率及画质。 由于改成 4 寸荧幕，所以会修改整体位置，并增减部分输入装置功能或数量，象是按键数等。 去除乙太网络功能。 开发进程: QCopterRC RemoteControl ( 已完成基本遥控功能，界面完善中... ) QCopterRC WaveForm ( 示波器功能 ) QCopterRC Bitmap ( Bitmap 档案读取 ) 附件资料截图: