作者：冯新宇,范红刚,辛亮
语言：中文
类型：EPUB
出版社：清华大学出版社
出版时间：2017-06-01
ISBN：9787302467359
分类：航空、航天
内容简介
四轴飞行器是一种无人飞行器,也是一种智能机器人,“四轴”指飞行器的动力由4个旋翼式的飞行引擎提供。
人们对于四轴飞行器的研究从军用到民用、商用领域都有涉及。
近几十年来,随着现代控制理论与电子控制技术的发展,运用现代控制技术,使用电机代替油动力引擎进行四轴飞行器控制研究。
本书利用主流控制器STM32系列微处理器平台,从设计的方案论证、器件选型、代码调试的全过程对四轴飞行器设计透彻细致地讲解,读者可以根据书中给出的电路和代码自行设计。
本书可作为电子、通信及控制等相关专业的参考书,也可以作为相关技术人员的技术参考书。
目录
作者简介
内容简介
推荐序 FOREWORD
前言 PREFACE
第1章 简介
1.1 四旋翼飞行器发展历史
1.2 四旋翼飞行器的研究现状
1.3 四旋翼飞行器的主要应用
第2章 四旋翼飞行器的控制原理
2.1 四旋翼飞行器的结构
2.2 四旋翼飞行器的运动控制方法
2.3 四旋翼飞行器各部分的工作原理
2.3.1 飞行姿态与升力关系
2.3.2 飞行姿态的测量
2.3.3 加速度传感器工作原理及角度测量
2.3.4 陀螺仪传感器工作原理及角度测量
2.3.5 磁力计传感器工作原理及测量方法
2.4 姿态解算方法
2.4.1 互补滤波算法
2.4.2 卡尔曼滤波算法
2.4.3 DMP姿态数据获取
2.5 PID控制算法
2.5.1 PID概述
2.5.2 四轴飞行器PID控制器设计
第3章 硬件设计
3.1 协议预备知识
3.1.1 SPI总线
3.1.2 I2C总线
3.1.3 USART总线
3.2 总体设计
3.2.1 遥控器电路基本框架
3.2.2 飞行器主控电路基本框架
3.3 飞行器主控电路最小系统设计
3.3.1 基本原理
3.3.2 硬件电路设计
3.4 姿态传感器模块
3.4.1 基本原理
3.4.2 硬件电路设计
3.5 无线通信模块
3.5.1 基本原理
3.5.2 硬件电路设计
3.6 定高模块
3.6.1 超声波定高模块
3.6.2 气压计定高模块
3.7 电机及驱动模块
3.7.1 基本原理
3.7.2 硬件电路设计
3.8 遥控器模块设计
3.8.1 基本原理
3.8.2 硬件电路设计
3.9 电源模块选择
3.10 四轴飞行器的组装
3.10.1 电机、浆、电池、机型的相互关系
3.10.2 机架的组装
第4章 软件设计
4.1 软件预备知识
4.1.1 刚体的空间角位置描述
4.1.2 用欧拉角描述定点转动刚体的角位置
4.1.3 四元数
4.1.4 控制与滤波算法
4.2 主控程序初始化设置及说明
4.2.1 SPI的I/O口初始化实现
4.2.2 IIC的I/O口初始化实现
4.2.3 定时器初始化实现
4.2.4 电子调速器初始化实现
4.3 姿态传感器软件设计
4.3.1 软件设计基本思路
4.3.2 DMP
4.3.3 代码实现及解析
4.4 气压计软件设计
4.4.1 软件设计基本思路
4.4.2 代码实现及解析
4.4.3 自主高度控制的实现
4.5 遥控器软件设计
4.5.1 软件设计基本思路
4.5.2 无线模块代码实现及解析
4.5.3 摇杆代码实现及解析
4.6 摄像头软件设计
4.6.1 软件设计基本思路
4.6.2 摄像头的数据读取
4.6.3 摄像头的数据处理
4.7 上位机设计
4.7.1 帧头检测模块
4.7.2 3D模型路径模块
4.7.3 3D模型属性设置模块
4.7.4 陀螺仪3D数据显示模块
第5章 调试、问题解析及改进方向随想
附录A STM32F4最小系统电路图
附录B 遥控器电路
附录C 飞控板连接电路
参考文献
