1. 研究目的与意义
四旋翼飞行器是一种电动的、能够垂直起降的、多旋翼式遥控自主飞行器。它在总体布局形式上属于非共轴式碟形飞行器,与常规 旋翼式飞行器相比,其结构更为紧凑,能够产生更大的升力,并且四只旋翼可相互抵消反扭力矩,不需要专门的反扭矩桨。微小型四旋翼飞行器特别适合在近地面环境 (如室内、城区和丛林等)中执行监视、侦察等任务, 具有广阔的军事和民用前景; 与此同时,它还是火星探测无人飞行器的重要研究方向之一; 另外,新颖的外形、简单的结构、低廉的成本、卓越的性能以及独特的飞行控制方式 ( 通过控制四只旋翼的转速, 实现飞行控制)使其对广大科研人员具有很强的吸引力,成为国际上新的研究热点。
2. 课题关键问题和重难点
课题关键问题:
(1) 熟练运用Altium Designer进行PCB电路板的基础硬件设计;
(2) 根据实际使用情况对设计的PCB电路板进行不断调节、多次打版、优化。
3. 国内外研究现状(文献综述)
1.引言
四旋翼飞行器是一种具有四个控制输入的垂直起降机,由于其能够实现垂直升降、 航向控制和定点悬停等多种功能,而被广泛应用于地质勘探、防灾减灾、空中摄影、交通巡逻、治安监控、搜索营救等多种领域中。四旋翼飞行器相较于传统的固定翼飞机具有机动性强、起降条件限制小等特点,使其能够在复杂多变的条件下安全可靠的执行任务。
2.国内外研究现状
4. 研究方案
1. 方案选取及论证
方案一:采用传统的51单片机和滑块控制模型控制飞行姿态
方案二:利用STM32作为主控开发,并且通过姿态解算和PID算法控制四路PWM波形,进一步调节电机的转速,从而达到控制飞行器飞行姿态的目的,实现稳定飞行的效果。
5. 工作计划
第一周:完成不少于3000字的英文翻译,查阅有关基于单片机的四旋翼飞行器设计的相关文献
第二周:继续查阅相关资料,进行整理归纳。完成整体设计思路,论证设计的可行性,研究设计方案和设计思路,撰写毕业设计开题报告
第三周:利用Altium Designer软件,初步画出硬件电路图
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