全面剖析基于stm32的四轴飞行器设计的具体方案

日期: 2024-05-06 01:18:58 |   作者: nba体育吧直播

  四轴飞行器是一种利用四个旋翼作为飞行引擎来进行空中飞行的飞行器。进入20世纪以来,电子技术快速的提升四轴飞行器开始走向小型化,并融入了人工智能,使其发展趋于无人机,智能机器人。四轴飞行器不但实现了直升机的垂直升降的飞行性能,同时也在某些特定的程度上降低了飞行器机械结构的设计难度。四轴飞行器的平衡控制管理系统由各类惯性传感器组成。在制作的步骤中,对整体机身的中心、对称性以及电机性能要求较低,这也正是制作四轴飞行器的优势所在,而且相较于固定翼飞机,四轴也有着可垂直起降,更加灵活,易维护等优点。在实际应用方面,四轴飞行器可以在复杂、危险的环境下能够实现特定的飞行任务,也能够适用于监控交通,环境等。比如,在四轴飞行器上安装甲烷等有害化学气体的检测装置,则可以在高空定点地检测有害化学气体;进入辐射区检查;做军事侦察;甚至搬运材料,搭建房屋等等。本设计利用四轴搭载云台实现航拍任务,当然通过改装也可以执行其他任务。

  本设计的具体方案主要研究了四轴飞行器的姿态结算和飞行控制,并设计制作了一架四轴飞行器,对关键传感器做了标定,并利用用matlab分析数据,设计算法,还进行了单通道平衡试验调试,进行试飞实验取得了一定的效果。一、方案原理本设计采用STM32F4(STM 32F407数据手册)作为核心处理器,该处理器内核架构ARMCortex-M4,具有高性能、低成本、低功耗等特点。主控板包括传感器MPU6050(MPU6050数据手册)电路模块、无线蓝牙模块、电机启动模块,电源管理模块等;遥控使用商品遥控及接收机。控制芯片捕获接收机的PPM命令信号,传感器与控制芯片之间采用IIC总线连接,MCU与电调之间用PWM传递控制信号。

  二、方案硬件设计针对前面提出的整体设计方案原理,本设计采取模块化策略,将各个功能部分开来设计,最后组合起来。1电源管理模块四轴飞行器要求整体设计质量较轻,体积较小,因此在电池的选取方面,采用体积小、质量轻、容量大的锂电池供电最合适。系统的核心芯片为STM32F103,常用工作电压为3.3V,同时惯性测量传感器,蓝牙通信模块的常规供电电压也为3.3V,锂电池的电压为11.4V,要使系统正常工作,需要将11.4V的锂电池电压稳压到3.3V。常用的78系列稳压芯片已不再适用,一定要选择性能更好的稳压芯片。经考虑,本电路采取LM1117-3.3和LM2940-5电源部分的核心芯片。电池电源经过LM2940-5降到5V后在输入LM1117-3.3稳压为3.3V。由于电机部分电流比较大,故在飞控电路部分加入了过流保护,使用500mA的保险丝。电路图如下。

  三、方案软件设计软件设计上由控制核心STM32F4读取传感器信息,解算姿态角,以姿态角为被控制量融合遥控信息后,输出到四个电机及两个舵机以完成四轴飞行控制和云台的稳定补偿。下图是软件流程:

  五、方案特色和创新性1)采用STM32F407这样一款高性能芯片作为控制核心,计算快速,扩展空间大。2)云台飞控一体化设计,既能完成飞行任务也能实现云台稳定。3)姿态算法采用基于四元数的互补滤波,姿态角无奇点,比起卡尔曼李春波等高端算法有着计算量小的特点且能投入到正常的使用中,大大节约了cpu计算时间,也降低了对cpu的性能要求。4)利用四轴作为云台载体有着灵活机动,可让摄像头获得比较好的视野,且云台能消除四轴机体抖动。5)方便改装用于执行其他任务。

  郝铁川在《解放日报》刊文指出,为什么有学者夸大人工智能的作用,他觉得这是因为看问题的立场和观点不一样。我们允许在学术研究中百花齐放,但讨论类似问题还要寻找最大共识,要坚守唯物史观两个基本的观点:第一,什么是人?人的本质就是社会关系的总和,而AI本质上是人的工具、人的器官延伸,因而没法在法律关系中真正成为一个主体。第二,生产力是社会持续健康发展的根本动力,由劳动者、劳动工具、劳动对象三要素构成。在这三个要素中,劳动者处于支配地位,而AI属于劳动工具,为人所造、为人所用。现在,似曾相识燕归来,克隆人走了,人工智能来了。法律界对AI表现出非常热情的态度。一是可能这样的一个问题你们可以随便扯,怎么说都无大碍;二是这样的一个问题又跟现实没有直接

  这两家公司表示,他们专注于利用人工智能最擅长的领域——综合数十亿信息比特,并根据分析快速得出结论。微软的Azure量子元素平台(Azure Quantum Elements,AQE)使用了专门为帮助科学发现而构建的人工智能模型。PNNL的研究人员现在正在测试它识别能源应用新材料的能力。 PNNL的科技副主任Tony Peurrung说:“我们始终相信,人工智能、云和高性能计算的交叉,以及人类科学家,是加速取得有意义的科学成果的关键。我们与微软的合作是为了让

  程序莫名复位,经检查是如下原因引发,访问了未知的空间! 这个1不应该加,改正后就没有复位了,所以在编程和测试中,一定要注意边界条件。

  /**************************************************************** 【文 件 名 称】lcd12864.h 【功 能 描 述】lcd12864 头文件 *****************************************************************/ #ifndef __LCD12864_H #define __LCD12864_H //**************************************************************** #include stm32f10x_gpio.h #inc

  巴伦周刊指出,人工智能 (AI) 科技为近日热门话题,但这波革命才刚刚起步,发展 AI 过程中,需要运用巨大的计算能力,对于美光科技与赛灵思等半导体公司,为非常好的消息,他们有几率会成为未来的芯片之星。 巴伦周刊早在 2015 年 10 月,就曾以 AI 为主题做过封面故事,当时的标题为《Watch Out Intel, Here Comes Facebook》。 当中曾被提及的 Nvidia,股价已大涨 770%,而美光可能在 AI 发展之撑下,成为新一代芯片界新星,因为发展过程中,需要许多的内存芯片,该公司股票价格迄今已成长 270%。 Nvidia 五年来股价走势图 目前 AI 仍处于发展的初期,未来可能会出现更强劲的回报。 在

  使用简介: 开发板 神舟王STM32F207开发板 问题描述: 在使用emwin的时候由于占用的变量较多,出现了STM32F207内部RAM不够用的尴尬局面,开发板自带了4M的外部SRAM,因此考虑速度和存储的平衡,使用芯片内部RAM作为堆栈区使用,外部RAM则用来存储其他变量 修改内容: 启动文件即startup_stm32f2xx.s文件 1.添加标志量:DATA_IN_ExtSRAM EQU 1 ;主要是方便控制切换使用内部和外部RAM 2.修改栈区: IF DATA_IN_ExtSRAM == 1 __initial_sp EQU 0x20000000 + Stack_Size

  在MDK中使用外部RAM浅解 /

  STM32是一款低功耗的芯片,所以其外设均有一个与之对应的时钟,而在芯片刚上电的时候这些时钟是被关闭的,所以如果想要外设工作,便必须将与之对应的时钟打开。 本文介绍如何基于GPIO来通过按键控制LEN灯的开关。 (1)按键的控制 上图所示为按键的电路,在按键未被按下的时候,KEY2的输出信号为低电平(按键所在的电路不通,其与地相连);在按键按下时,KEY2的输出状态为高电平(按键所在的电路导通,其与3.3V的电源相连)。因此,通过对引脚的电平进行仔细的检测便能判断按键是否按下。 按键的机械触点断开、闭合时,由于触点的弹性作用,按键开关不会马上稳点接通或断开,其会产生如下图所示的带波纹信号,需要使用软

  ▍编码器的由来和原理 若要对伺服系统中的电机进行高精度控制,需要准确的转子角度位置,这时候自然会想到,如果能张江转子每一圈进行细分,这样每次转多少角度便能精确知道。在这样的背景下,相对编码器就诞生了。 在网上找到下文这个图,很形象的表征了相对编码器的原理。 如图所示,在码盘上平均开出很多个等间距的槽,一段是LED灯发出信号,另一端是接收器接收信号。如果信号能穿过码盘,则接收信号为高电平,反之则为低电平。这样当转子转起来以后,就不断的处高低电平。这就是编码器基础原理。 能够正常的看到这里有三个信号,A/B/Z,这时候就要想为何需要3个信号呢?如果仅仅对一圈做细分,命名一个信号就可以了。这就涉及到下面两个问题。 (1)如果是1个信号

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