四軸飛行器原理、設(shè)計與控制

1、四軸飛行器設(shè)計與用途學(xué) 院：廣東白云技師學(xué)院專 業(yè)：電子信息工程與電氣技術(shù)（技師本科）制作學(xué)生：鄒劍平指導(dǎo)老師：廖高靈配置：單片機AVR仙由飛行器簡介ATMEGA168PAWPSOffice三軸數(shù)字陀螺儀MPU3050電機（無刷） XXD 2212 1000KV電子調(diào)速器（無刷）好盈天行者40A螺旋槳1045電池 格氏 2200mAh 11.1V 25C機架DIY機架材料玻璃纖維鋁合金四軸飛行器飛行原理重心的距離相等，當(dāng)對角兩個軸產(chǎn)生的升力相同時能夠保 證力矩的平衡，四軸不會向任何一個四軸飛行器有四個電機呈 十字形排列，驅(qū)動四片槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生推力；四個電機軸距幾何中方WPSOffice 向傾轉(zhuǎn)；而

2、四個電機一對正轉(zhuǎn)，一對反轉(zhuǎn)的方式使得繞豎直軸方 向旋轉(zhuǎn)的反扭矩平衡，保證了四軸航向的穩(wěn)定.此飛行控制板規(guī)定四軸電機的排布方式如圖所示：前（1號）， 后（4號），右（3號），左（2號）.1,4號電機順時針方向旋轉(zhuǎn),2,3號電機逆時針方向旋轉(zhuǎn).四個電機的轉(zhuǎn)速做相應(yīng)的變化即可實現(xiàn)四軸 橫向、縱向、 豎直方向和偏航方向上的運動：當(dāng)四軸需要向前方運動時，2,3號電機保持轉(zhuǎn)速不變，1號電 機轉(zhuǎn)速下降,4號電機轉(zhuǎn)速上升，此時4號電機產(chǎn)生的升力大于1 號電機的升力，四軸就會沿幾何中心向前傾轉(zhuǎn)，槳葉升力沿縱向 的分力驅(qū)動四軸向前運動.當(dāng)四軸要轉(zhuǎn)向左轉(zhuǎn)向時，1,4號電機轉(zhuǎn)速上升，2,3號電機轉(zhuǎn) 速下降，使向左的反

3、扭距大于向右的反扭矩，四軸在反扭距的作 用下向左旋轉(zhuǎn).四個槳產(chǎn)生的推力，超過或者低于四軸本身重力的時候能 夠?qū)崿F(xiàn)豎直方向上升與下降的運動，當(dāng)槳的升力與四軸本身的 重力相等的時候即實現(xiàn)懸停.其他方式的運動原理與以上過程類似.四軸飛行原理雖然 簡單，但實現(xiàn)起來還需很多工作要做.向右轉(zhuǎn)向向左橫滾定局四軸飛行器控制流程圖接收器接收分析同時產(chǎn)生相應(yīng)PWM擴展功能如：超聲波定高或氣壓計定 高，三軸加速計，GPS導(dǎo)航，拉彩煙表 演，F(xiàn)PV，火箭發(fā)射.三軸陀螺儀 敏感度調(diào)節(jié)（PID 參數(shù)調(diào)節(jié)）電子調(diào)速器三軸數(shù)字陀螺儀姿態(tài)檢測四軸飛行器的優(yōu)點四軸飛行器與其他飛機比較相對穩(wěn)定性高；四軸飛行器與其他飛機比較相對抗風(fēng)

4、能力強；載重量大（本機最大安全載重1100g）；姿態(tài)靈活，反應(yīng)速度快；可超低空飛行；四軸飛行器主要用途可做無人偵察機，空中航拍（FPV），可作為新型微型機器人。娛樂飛行表演四軸飛行器的特點及魅力除了深受DIY愛好者的青睞之外，還有幾點供大家品味：1、是它的相對簡單地機械構(gòu)造。正因為簡單，安全指數(shù)大大提高。無論是作為航空模型還是作為遙控平臺，安全永遠是第一位的。2、是它的相對穩(wěn)定性。飛行姿態(tài)平滑穩(wěn)定，機械振動被僅 可能地減小是四軸的又一魅力，裝載圖像設(shè)備再好不過了。3、是它的相對成本低廉，花盡可能少的錢獲取最大的性價比是我們追求的境界，為工業(yè)開發(fā)其商業(yè)用途奠定了必要的基礎(chǔ)。最后，再為該新鮮事物（確實沒誕生幾年）潑幾盆冷水。四軸是電子工業(yè)高速發(fā)展的產(chǎn)物，也局限了它的超越性的成長。有效載荷就是它的一大瓶頸；有限的飛行時間又是它的致命 不足；抗風(fēng)能力表現(xiàn)脆弱