基于一体四翼直升机研制

基于海陆空一体的四翼直升机的研制

指导老师：董梅峰负责人：刘心电气工程及其自动化12-4成员：蒋士鑫电气工程及其自动化12-4程润泽电气工程及其自动化12-4陈鑫电气工程及其自动化12-6王蕾电子信息工程13-3项目介绍项目内容&创新点研究路线参考设计拟解决的问题项目进度项目进度实物展示程序展示总结预期成果研究内容&创新点1．实现飞行器空中稳定飞行悬停功能：在飞机飞行方面利用芯片来控制电调输出一定电流，致使电机以一定速率，一定方向的进行旋转，并且由陀螺仪，等传感器进行信息采集并反馈给芯片，进而使飞行器飞行姿势得以调节。2.实现飞行器自我保护功能：给飞行器外加气垫及传感器，使之从高空摔落时，进行自我保护，防止摔坏。研究路线查找资料数据、电路模拟仿真分析实物制作调试分析评价总结拟解决的问题对芯片的编程使之控制电机旋转，解决飞行器在天空稳定飞行的问题；通过机械构造致使车轮转动，从而实现四翼直升机在地面上的行进；加载漂浮设施，实现四翼直升机在水面漂浮功能；通过给予飞行器外加气垫及传感器，实现四翼直升机自我保护功能。项目进度&实物展示飞行器硬件部分已基本完成，正在调试飞行。调试程序已初步编写完成，程序展示1.串口接受mpu6050程序程序展示2.卡尔曼滤波程序uint32_tx;uint32_tnow;uint32_tnow1;uint8_ti;uint32_tvoltage;uint32_terror;uint32_terror1;uint32_terror2;floatGyro_y;//floatAngle;floatQ_angle=0.001;floatQ_gyro=0.003;floatR_angle=0.5;floatdt=0.01;charC_0=1;floatQ_bias,Angle_err,Angle;floatPCt_0,PCt_1,E;floatK_0,K_1,t_0,t_1;floatPdot[4]={0,0,0,0};floatPP[2][2]={{1,0},{0,1}};voidKalman_Filter(floatAccel,floatGyro){Angle+=(Gyro-Q_bias)*dt;Pdot[0]=Q_angle-PP[0][1]-PP[1][0];Pdot[1]=-PP[1][1];Pdot[2]=-PP[1][1];Pdot[3]=Q_gyro;PP[0][0]+=Pdot[0]*dt;PP[0][1]+=Pdot[1]*dt;PP[1][0]+=Pdot[2]*dt;PP[1][1]+=Pdot[3]*dt;Angle_err=Accel-Angle;PCt_0=C_0*PP[0][0];PCt_1=C_0*PP[1][0];E=R_angle+C_0*PCt_0;K_0=PCt_0/E;K_1=PCt_1/E;t_0=PCt_0;t_1=C_0*PP[0][1];PP[0][0]-=K_0*t_0;PP[0][1]-=K_0*t_1;PP[1][0]-=K_1*t_0;PP[1][1]-=K_1*t_1;

Angle+=K_0*Angle_err;Q_bias+=K_1*Angle_err;Gyro_y=Gyro-Q_bias;}程序展示3.加速度和角速度的融合成角度

void

Angle_Calcu()

{

uint32_t

Accel_x;

uint32_t

Angle_ax;

uint32_t

Gyro_y

;

uint32_t

Angle

;

Accel_x

=

showvoltage_y()

Angle_ax

=

(Accel_x

-

1100)

/16384;

Angle_ax

=

Angle_ax*1.2*180/3.14;

Gyro_y

=showvoltage_x();

Gyro_y

=

-(Gyro_y

+

30)/16.4;

Kalman_Filter(Angle_ax,Gyro_y);

Angle

=

Angle

+

(((Angle_ax-Angle)*0.5

+

Gyro_y)*0.01);

}

程序展示4.增量式Pid控制程序

uint32_t

PID_xx()

{

uint32_t

xx;

uint32_t

votage;

uint32_t

ki;

uint32_t

kp;

uint32_t

kd;

now=showvoltage_z();

error=now-votage;

xx=ki*(error-error1)+kp*error+kd*(error-2*error1+error2);

xx=xx+voltage;

error2=error1;

error1=error;