多旋翼飞控系统中SBUS总线转16通道PWM控制器的设计开题报告

 2022-03-14 19:55:46

1. 研究目的与意义

1.1研究的背景多旋翼飞行器简单的结构、超强的机动性、独特的飞行方式以及在军事和民事领域展现出的巨大应用价值,引起了国内外学者以及科研机构的广泛关注,并迅速成为目前国际上研究的热点之一。

然而,国内对多旋翼飞行器自主飞行控制的研究与国外先进水平之间还有一定的差距,此外,目前所广泛研究的四旋翼飞行器的旋翼组件无任何冗余,任一执行机构发故障,都难以实施容错飞行控制,只能任其坠落。

因此,多旋翼飞行器在构型以及先进飞行控制方法方面都需要进一步深入研究。

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2. 研究内容和预期目标

2.1 研究内容(1)多旋翼飞行控制流程及原理;(2)自主控制系统结构;(3)PMW编程实现方式;(4)SBUS总线协议与代码时序。

2.2 预期目标飞行器和控制器之间初步可以比较稳定的进行控制传输,然后经过控制板数据处理实现控制姿态功能。

3. 研究的方法与步骤

3.1 研究方法在电脑端和控制板之间的网络与通信,传输信号数据给开发板,最后经过控制板软件硬件处理以后实现运动控制姿态。

3.2 研究步骤使用arm作为核心控制器,采集sbus总线数据,然后对sbus数据进行解析与处理,再将这些提取的控制信息,转换到对应16通道的pwm输出口,输出对用占空比的pwm波,来实现对飞控系统的实时操作控制。

以sbus总线转16通道pwm为核心处理器,分析pwm控制器的原理,由pwm模块控制信号传输。

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4. 参考文献

[1] 张垚、鲜斌、殷强、刘洋、王福.基于ARM处理器的四旋翼无人机自主控制系统研究[J]. 中国科学技术大学学报. 2012(09);[2] 江杰、朱君、岂伟楠.四旋翼无人飞行器姿态数据采集处理系统[J]. 计算机测量与控制. 2012(06);[3] 杨力、张帆、张峰.四旋翼飞行器动力控制系统研究与设计[J]. 科学技术与工程. 2012(24);[4] 郭晓鸿、杨忠、杨成顺、黄宵宁、黄同高、张海黎.一种基于STM32的四旋翼飞行器控制器[J]. 应用科技. 2011(07);[5] 宋大雷、齐俊桐、韩建达、王越超.旋翼飞行机器人系统建模与主动模型控制理论及实验研究[J]. 自动化学报. 2011(04);[6] 刘乾、孙志锋.基于ARM的四旋翼无人飞行器控制系统[J]. 机电工程. 2011(10);[7] 李杰、齐晓慧、韩帅涛.小型四旋翼飞行器新型非线性PID姿态控制器设计[J]. 机械科学与技术. 2013(08);[8] 张浩、任芊.四旋翼飞行器航姿测量系统的数据融合方法[J]. 兵工自动化. 2013(01);[9] 王冬来、吕强,王珂珂.基于非线性指数趋近律的飞行器纵向姿态控制[J]. 计算机工程与设计. 2012(10);[10] 谢晨、杜坚、韩屹松、姜莹莹、陈酉江、韩燕.基于四轴飞行器的无刷电机驱动设计[J]. 自动化与仪器仪表. 2013(05);

5. 计划与进度安排

序号起迄日期 工作内容[1] 2022-3-2 ----- 2022-3-20 毕业设计课题相关开题准备;[2] 2022-3-21----- 2022-4-15 毕业设计课题相关准备和设计方案规划;[3] 2022-4-16----- 2022-5-5毕业设计课题相关硬件电路设计;[4] 2022-5-6----- 2022-5-15毕业设计课题相关固件设计;[5] 2022-5-16----- 2022-5-25 毕业设计课题相关软硬件调试与测试;[6] 2022-5-25----- 2022-6-8毕业设计论文撰写与毕业答辩准备;

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