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硬件设计热门培训内容之四轴飞行器原理

时间:2018-12-06 16:58:23

咱们这里从头开始制作一个四轴,并使用程序实现四轴的平稳飞行 
分为如下几个部分

1,硬件 
a. 板子供电的稳压电路设计 
我买的航模电池的输出电压为4.3V左右,但是我选择来进行控制的STM32单片机的供电电压为3.3V,所以这里要进行稳压,把单片机的供电电压稳定在3.3V 
这里选择最常用的ASM1117-3.3V这款稳压芯片 
b. 电机的选型 
这里我们做的是小型四轴,所以选型的电机要小型还要轻,这里选择世面上常见的空心杯电机,这种电机具有很高的KV值(KV值代表转速和供电电压的比值,比如KV值是10000,那么当输入电压问4V的时候,转速就是40000转),而且具有小巧,质量轻的特点。 
c. 电机驱动功率电路的设计 
这里使用功率MOS管,驱动电机,电路后期详细说明 
d. 传感器的选型 
这里因为我们做的小型四轴,所以并没有太多的多余升力带很多的传感器 
所以就选择了集成的6轴传感器MPU6050,里面集成了3轴的加速度传感器 
和3轴的陀螺仪传感器 
e. PCB板子的设计和制作 
f. PCB的焊接


2,软件 
a. 底层硬件驱动的编写


3,PWM生成的程序


4,传感器数据采样程序


5,通信程序 
b. 四轴动力学分析 
从空气动力学上分析,四轴为什么能飞起来 
c. 算法的学习


6,低通滤波器/低通数字滤波器 
从硬件的RC/RL/RLC低通滤波器说起 
到数字低通滤波器原理 
到程序实现


7,高通滤波器/高通数字滤波器 
从硬件高通滤波器说起 
到数字高通滤波器原理 
到程序实现


8,数字互补滤波器 
互补滤波器原理 
在程序中的使用


9,四元数/欧拉角 
利用传感器数据和四元数/欧拉角等数学公式,来计算出四轴的实时姿态


10,PID算法的学习/双环PID控制 
最简单的单环PID控制 
积分分离策略的使用 
抗饱和积分策略的使用 
串级PID(双环PID)算法的使用


11,PID参数的整定 
这块我先用matlab仿真看趋势 
然后实地去调整PID参数 
这里顺便给出word文档

 

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