四轴飞行器毕业设计 - 图文 联系客服

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2015届电气工程与自动化专业毕业设计(论文)

择PID进入那一段。

另外一旦进入PID计算时,关闭串口中断,不再接收数据,直到这一次计算之后改变电机转速(输出了PWM波信号)再开串口。因为流程图过于复杂,本文不再给具体流程,请直接参看程序即可。

6.4 电调PWM信号

本设计使用好盈电调,按电调的标准PWM信号来看,高电平只能存在1-2ms的长度,然后给一段时间的低电平信号。本设计中,MSP430工作在8MHZ的机器周期下,用定时中断可以在1-2ms之间细分出足够多的等份,满足足够的控制精度。

每一次定时器初始值被修改就可以输出不同长度的高电平信号。在修改完四个电机之后,重开串口中断并关闭定时中断,保障中断不会冲突。

具体流程或程序,请参看附录一。

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可定方向的四轴飞行器设计

总结

选择这个课题作为我的毕业设计,也是对自己极大挑战,在整个设计中有相当多的知识都是要在硕士研究生阶段才会学到的知识。比如四元数法、卡尔曼滤波、空气动力学、叶素理论等等。

在理论设计结束之后我做出了实物,按照自己的设想加入了改进的PID控制算法并取得一定成功,这是我最开心的事。虽然目前的四轴飞行器飞控算法有很多种,但是每一种都非常复杂,许多强大的理论基础。所以,本设计对于刚刚接触四轴飞行器的人来说是非常好的入门参考设计。

从整体上讲,设计的思路非常明确:

首先要分析传感器和传感器的数据结果,直接利用数据来分析干扰源并建立干扰信号的随机分布函数。然后按四元数法建立状态方程,再利用卡尔曼滤波设计滤除高斯噪声并融合加速度计和陀螺仪的数据获得姿态角。

因为PID算法可以使用的条件是对于系统结构做出更改,所以如果不了解实际的飞行器物理模型,就不知道应该如何更改才能完成目标。所以分析完传感器的处理之后,应该对于系统物理模型进行建立。

之后再按照设计原理,编程并下载到单片机中,连线、运行、调试即可。

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2015届电气工程与自动化专业毕业设计(论文)

论文小结

经过了这一次毕业设计教学环节的历练之后,我深深的感受到了控制学科知识的深度和广度。就是因为毕业设计这一环节的设置,给我们将理论运用到实践的经验,同时也是在实践中发现自己理论不足的过程。

以我自己的经历而言,我觉得毕业设计是考验自己专业能力最好的方式,并且我认为选择一个略高于自己目标难度的课题对自己的锻炼更大。因为这样才能在实践中发现更多的理论需要,才能学习到更多的能力,最关键是借此锻炼自己寻找文献、阅读文献、活用文献的能力。

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可定方向的四轴飞行器设计

致 谢

本文是在余腾伟老师精心指导和大力支持下完成的。余腾伟老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。他渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。同时,在此次毕业设计过程中我也学到了许多了关于单片机和传感器方面的知识,理论知识有了很大的提高。

最后对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢。

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