四軸飛行器原理

咱們這裡從頭開始制作一個四軸，并使用程式實作四軸的平穩飛行

分為如下幾個部分

1. 硬體

   a. 闆子供電的穩壓電路設計

   我買的航模電池的輸出電壓為4.3V左右，但是我選擇來進行控制的STM32單片機的供電電壓為3.3V，是以這裡要進行穩壓，把單片機的供電電壓穩定在3.3V

   這裡選擇最常用的ASM1117-3.3V這款穩壓晶片

   b. 電機的選型

   這裡我們做的是小型四軸，是以選型的電機要小型還要輕，這裡選擇世面上常見的空心杯電機，這種電機具有很高的KV值(KV值代表轉速和供電電壓的比值，比如KV值是10000，那麼當輸入電壓問4V的時候，轉速就是40000轉)，而且具有小巧，品質輕的特點。

   c. 電機驅動功率電路的設計

   這裡使用功率MOS管，驅動電機，電路後期詳細說明

   d. 傳感器的選型

   這裡因為我們做的小型四軸，是以并沒有太多的多餘升力帶很多的傳感器

   是以就選擇了內建的6軸傳感器MPU6050，裡面內建了3軸的加速度傳感器

   和3軸的陀螺儀傳感器

   e. PCB闆子的設計和制作

   f. PCB的焊接

2. 軟體

   a. 底層硬體驅動的編寫

3. PWM生成的程式
4. 傳感器資料采樣程式

5. 通信程式

   b. 四軸動力學分析

   從空氣動力學上分析，四軸為什麼能飛起來

   c. 算法的學習

6. 低通濾波器/低通數字濾波器

   從硬體的RC/RL/RLC低通濾波器說起

   到數字低通濾波器原理

   到程式實作

7. 高通濾波器/高通數字濾波器

   從硬體高通濾波器說起

   到數字高通濾波器原理

   到程式實作

8. 數字互補濾波器

   互補濾波器原理

   在程式中的使用

9. 四元數/歐拉角

   利用傳感器資料和四元數/歐拉角等數學公式，來計算出四軸的實時姿态

10. PID算法的學習/雙環PID控制

    最簡單的單環PID控制

    積分分離政策的使用

    抗飽和積分政策的使用

    串級PID(雙環PID)算法的使用

11. PID參數的整定

    這塊我先用matlab仿真看趨勢

    然後實地去調整PID參數

    這裡順便給出word文檔