無人機DIY設計

1、無人機DIY設計目錄 無人機概況無人機概況 項目名稱項目名稱 研究與開發(fā)流程安排研究與開發(fā)流程安排 技術資源技術資源 拓展性功能研究拓展性功能研究無人機概況無人機是由地面指令或預設程序控制的不載人飛行器。無人機系統(tǒng)由無人機、地面站(無線電控制、任務控制、發(fā)射回收裝置等)及有效負荷三部分組成。無人機根據(jù)機體結構、飛行時間、飛行距離和執(zhí)行的任務性質(zhì)等可以劃分為不同類型。根據(jù)機體結構,無人機包括固定翼、垂直旋翼、傾斜旋翼等類型;根據(jù)無人機的活動半徑和續(xù)航時間,可分為近程、短程、中程和遠程等類型;根據(jù)具體用途和使用環(huán)境,又可以把無人機分為軍用以及民用兩大類別。無人機概況作為飛行控制系統(tǒng)一個組成部分的飛

2、行控制計算機,隨著飛行控制系統(tǒng)和電子及計算機技術的發(fā)展,在功能、性能、結構及工藝技術上都有了很大的發(fā)展和提高。 現(xiàn)階段無人機飛行控制計算機的發(fā)展趨勢是小型化、嵌入式的微型數(shù)字計算機。根據(jù)對飛行控制計算機的多種設計方案的綜合分析,按照飛行控制計算機的核心部分一處理模塊使用的具體器件不同,無人機的飛行控制計算機大致可以分成三類:以工控機為核心的飛行控制計算機;以單片機、數(shù)字信號處理器(DSP)為核心的飛行控制計算機;以專用嵌入式微處理器為核心的飛行控制計算機三種。 這次設計的目的是通過飛行控制計算機的硬件設計和軟件設計來實現(xiàn)設計并制作出一個可實現(xiàn)多種功能（航拍和抓取功能）的遙控無人機。項目名稱 四

3、翼小型無人機飛行控制計算機設計研究與開發(fā)流程（1） 設計預期時間為1年。 1M:了解下市場上無人機的的種類以及機身架構研究與開發(fā)流程（2） 3M：了解下制作無人機所需要的設備以及技術支持： 有刷電機*4、螺旋槳*4、電池、遙控器、機架、充電器以及該設計的目標飛行控制板。研究與開發(fā)流程（3） 6M：正式開始Design，設計線路以及l(fā)ayout研究與開發(fā)流程（3） 硬件模塊設計 A）電源模塊： 1、槳翼電機的供電直接使用電源的電壓，電機對電源的穩(wěn)定性要求不高，但對功率要求很高。 2、傳感器部分和微控制器使用 3.3V 電壓，此電壓對穩(wěn)定性要求很高，但對功率要求不高，因此需要提供穩(wěn)壓器件。 3、對

4、于接收機的電源，需要大于 4.2V，設計中還需要設計升壓電路。 研究與開發(fā)流程（3） B）主控模塊 飛行控制模塊是整個飛行器的核心，需要執(zhí)行多種復雜的任務，包括：解析接收機的 PPM 信號、讀取傳感器的數(shù)據(jù)并融合、計算控制量等等，因此選擇的微處理器將需要能夠承受較大的工作量，選擇時需要考慮其工作頻率、RAM 和 Flash 大小、片上功能等等研究與開發(fā)流程（3） C）姿態(tài)傳感器模塊設計中選用加速度和角速度兩種傳感器來進行姿態(tài)測量，用加速度的測量數(shù)據(jù)來互補角速度傳感器測量的不足。這樣設計相應的傳感器對飛行器的運動姿態(tài)進行測量，有助于反饋當前姿態(tài)，確保飛行穩(wěn)定。研究與開發(fā)流程（3） D）遙控接收模

5、塊 遙控接收的組成如圖所示設計中遙控器發(fā)出油門、副翼(橫滾)、升降(俯仰)及方向(偏航)信號四個通道的遙控信號。研究與開發(fā)流程（3） E）電機控制模塊 設計中選擇簡單的有刷電機，相比較無刷電機，不需要復雜的電子調(diào)速模塊，直接微處理器的 IO 驅動 MOS 管就可以驅動；同時專門的電調(diào)模塊成本較高，且占據(jù)較大體積，不適合小型飛行器的設計。 微控制器對電機進行控制時，由于電機功率較大，設計時采取 PWM 進行調(diào)速，即控制電機電路的通斷。研究與開發(fā)流程（3） 軟件系統(tǒng)設計： 系統(tǒng)主要功能是接收遙控器控制信號，并對其進行解碼轉換，同時通過采集飛行器上姿態(tài)傳感器的姿態(tài)數(shù)據(jù)，對飛行器的運動姿態(tài)進行估測，數(shù)據(jù)融合得到飛行器姿態(tài)的調(diào)整量，并輸出控制，同時確保飛行器運動的穩(wěn)定。研究與開發(fā)流程（3） 控制系統(tǒng)流程研究與開發(fā)流程（4） 2M：將飛控系統(tǒng)與各個零件組裝并且調(diào)試。技術資源（1） 硬件方面： 選擇合適的系統(tǒng)CPU、Flash存儲器擴展、SDRAM存儲器擴展、模數(shù)轉換芯片的選擇、CPU的AD轉換單元、UART通信模塊、PWM模塊、電源電路、時鐘電路、復位電路、JTAG調(diào)試電路