四轴飞行器原理

咱们这里从头开始制作一个四轴，并使用程序实现四轴的平稳飞行

分为如下几个部分

1. 硬件

   a. 板子供电的稳压电路设计

   我买的航模电池的输出电压为4.3V左右，但是我选择来进行控制的STM32单片机的供电电压为3.3V，所以这里要进行稳压，把单片机的供电电压稳定在3.3V

   这里选择最常用的ASM1117-3.3V这款稳压芯片

   b. 电机的选型

   这里我们做的是小型四轴，所以选型的电机要小型还要轻，这里选择世面上常见的空心杯电机，这种电机具有很高的KV值(KV值代表转速和供电电压的比值，比如KV值是10000，那么当输入电压问4V的时候，转速就是40000转)，而且具有小巧，质量轻的特点。

   c. 电机驱动功率电路的设计

   这里使用功率MOS管，驱动电机，电路后期详细说明

   d. 传感器的选型

   这里因为我们做的小型四轴，所以并没有太多的多余升力带很多的传感器

   所以就选择了集成的6轴传感器MPU6050，里面集成了3轴的加速度传感器

   和3轴的陀螺仪传感器

   e. PCB板子的设计和制作

   f. PCB的焊接

2. 软件

   a. 底层硬件驱动的编写

3. PWM生成的程序
4. 传感器数据采样程序

5. 通信程序

   b. 四轴动力学分析

   从空气动力学上分析，四轴为什么能飞起来

   c. 算法的学习

6. 低通滤波器/低通数字滤波器

   从硬件的RC/RL/RLC低通滤波器说起

   到数字低通滤波器原理

   到程序实现

7. 高通滤波器/高通数字滤波器

   从硬件高通滤波器说起

   到数字高通滤波器原理

   到程序实现

8. 数字互补滤波器

   互补滤波器原理

   在程序中的使用

9. 四元数/欧拉角

   利用传感器数据和四元数/欧拉角等数学公式，来计算出四轴的实时姿态

10. PID算法的学习/双环PID控制

    最简单的单环PID控制

    积分分离策略的使用

    抗饱和积分策略的使用

    串级PID(双环PID)算法的使用

11. PID参数的整定

    这块我先用matlab仿真看趋势

    然后实地去调整PID参数

    这里顺便给出word文档