四旋翼飛行器的設計與實現

陳世武 李海俠

（桂林理工大學機械與控制工程學院，廣西 桂林 541004）

四旋翼飛行器的設計與實現

陳世武 李海俠

（桂林理工大學機械與控制工程學院，廣西 桂林 541004）

為了研究四旋翼飛行器的基本工作原理，文章設計了一個基于 PID控制算法的四旋翼飛行控制器。飛行器以STM32F103RCT6的最小系統作為主控單元，實時姿態采用慣性單元MPU6050進行檢測，使用互補濾波融合算法進行姿態修正計算，為了方便調試而設計了一個專用的遙控器，無線通信采用加AP的2.4G無線模塊，專用遙控器和飛控通信時采用分時復用的辦法實現數據回傳功能。軟硬件調試完畢并且整定好PID參數之后測試成功，飛行器實現了垂直升降、小角度控制下的前、后、左、右的遙控飛行。

四旋翼飛行器；STM32；PID控制算法；MPU6050；互補濾波

1 引言

四旋翼飛行器在一些工業發達的國家中已經作為一個通用平臺去進行實驗和應用，而我國在這方面的研究起步相對比較晚，航模愛好者很多，但是對其飛行控制的研究的人就顯得太少了。四旋翼飛行器的研究范疇非常廣闊并且在技術上也具有很大的難度，隨著不斷的深入研究，四旋翼飛行器的研究領域將繼續擴大。本設計也僅僅是研究四旋翼飛行器基礎的一部分，采用經典的PID控制算法以及通俗易懂的姿態解算方法，設計一個由無線遙控控制的四旋翼飛行器，實現基本的垂直升降、偏航和小角度內的推進飛行功能。通過對四旋翼飛行器的控制技術研究，可以加強自己的控制理論知識，對以后別的運動控制系統研究也具有很重要的意義。……