1. 研究目的与意义
研究背景:基于近年来微机电系统技术快速发展与完善,同时低成本、普及的传感器的产生,以算法与传感器为核心的四轴飞行器快速成为热门的研究课题。有包括体积小、重量轻、结构简单、机动性高、易于维护等优点。
研究目的及意义:基于以上优点,四轴飞行器在军事领域可以实施战场侦查、目标定位、单位跟踪、电子干扰甚至火力支援等任务;在民用和科技领域,可以进行重大灾害侦查、搜寻与救援工作;也可以安装多种探测设备用于抢险救灾与地形勘探。随着近年来四轴飞行器相关元件成本的不断下降,飞行器本身趋向于小型化和商业化,研究四轴飞行器并挖掘其潜藏的价值具有重要意义。2. 研究内容和预期目标
以STM32F103和6轴加速度传感器MPU6050为核心,添加马达和驱动电路制作一个四轴飞行器。系统从6轴加速度传感器MPU6050获取飞行器状态信息,处理器分析获取数据,驱动马达带动旋翼旋转产生升力,使飞行器飞行。
预期目标:设计制作一个四轴飞行器,实现四轴飞行器稳定飞行。3. 研究的方法与步骤
飞行器状态信息的测量:STM32F103驱动6轴加速度传感器MPU6050,编写程序获得飞行器的状态信息。
程序设计采用C语言完成,控制流程包括初始化、发送转换命令和数据采集命令。
测量数据处理:利用STM32F103的高速运算速度,处理由6轴加速度传感器MPU6050传送来的状态信息,通过数据运算处理,输出不同的PWM波形驱动高速速旋转产生升力,采用数值运算的软件程序设计方法。
4. 参考文献
[1]荆学东,潘翔.基于四元数的四轴飞行器姿态控制[J].现代电子技术. 2018
[2]陈韩悦,刘晓航,王品智.基于STM32的小型四轴飞行器编队控制系统设计[J].现代计算机(专业版).2021
[3]姜强.四旋翼无人飞行器航模自动驾驶仪设计与实现[D].成都:电子科技大学,2013
5. 计划与进度安排
2024年1月5日-2024年3月1日,有针对性的学习课题相关资料,学习相关学科的基础知识,学习实验所需软硬件的相关知识。
2024年3月2日-2024年3月20日,设定实验方案,采集实验数据。查阅资料,撰写并提交开题报告。
2024年3月21日-2024年4月25日,进一步理论分析,进行实验,开发相关软硬件系统。
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