四旋翼無人飛行器設計 ( 簡體 字) |
| 作者：馮新宇、范紅剛、辛亮 | 類別：1. -> 電子工程 -> 無人機 |
| 譯者： |
| 出版社：清華大學出版社 |  3dWoo書號： 48198
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NT售價： 195 元 |
| 出版日：6/1/2017 |
| 頁數：119 |
| 光碟數：0 |
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站長推薦：  |
| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787302467359 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：
前言
無人直升機，即旋轉翼無人機。從20世紀50年代出現至今，它的發展較為緩慢，但是，隨著與其相關技術的發展和應用，無人機飛行器領域迎來了革命性的巨變，其中無人直升機的研究和發展也迎來了一個全新的時代。無人直升機的功能越來越全面，體積越來越小，在軍事領域和民用領域共同發展。
本書的寫作初衷是2015年的全國電子設計大賽和學生選擇了飛控類的題目，把我們參加比賽制作的過程做了一個記錄。比賽后，經過增加一些功能，PCB的全部設計制作，四軸飛行器飛控相對地穩定。結合實驗室的一些項目，把上位機等相關的內容添加進來，斗膽把自己的一些心得寫成一本書和大家分享。
本書是按照無人機制作順序來寫的，更像是一本內容多一些的論文。個人覺得本書與其他眾多書籍最大的不同是，上位機軟件設計和操作手柄設計沒有使用現有的成品。這么做是為了達到實踐和鍛煉的目的，特別是針對電子類相關專業的本科生。如果學生能照著做一個，調試出來，就能學到很多知識。例如，利用LabVIEW學習上位機軟件設計，對于非計算機專業的學生還是挺實用的。
本書中核心設計的內容應該是姿態數據的獲取和處理，采用了DMP實現解算。稍后筆者編寫的代碼會發布在QQ群內和廣大的程序愛好者一起研究和完善。互聯網有很多優秀開源的代碼，讀者只要認真地熟讀一個完整代碼，其他的問題就會迎刃而解。入門的過程較難，特別是對于大學二年級與三年級的學生，需要自學的東西較多。
本書完成得匆忙，很多東西加工得不是很細致，留個QQ群號，方便讀者交流學習，QQ群： 185156135。本書的很多素材、資料都是來源于一些知名網絡論壇和優秀的參考書，這里一并感謝！感謝黑龍江科技學院電子技術實驗室支持我的同學和同事。
由于時間倉促，書中難免存在不足之處，歡迎讀者批評指正。
編者
2017年4月
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內容簡介：四軸飛行器是一種無人飛行器，也是一種智能機器人，“四軸”指飛行器的動力由4個旋翼式的飛行引擎提供。人們對于四軸飛行器的研究從軍用到民用、商用領域都有涉及。近幾十年來，隨著現代控制理論與電子控制技術的發展，運用現代控制技術，使用電機代替油動力引擎進行四軸飛行器控制研究。本書利用主流控制器STM32系列微處理器平臺，從設計的方案論證、器件選型、代碼調試的全過程對四軸飛行器設計透徹細致地講解，讀者可以根據書中給出的電路和代碼自行設計。本書可作為電子、通信及控制等相關專業的參考書，也可以作為相關技術人員的技術參考書。 |
目錄：第1章簡介
1.1四旋翼飛行器發展歷史
1.2四旋翼飛行器的研究現狀
1.3四旋翼飛行器的主要應用
第2章四旋翼飛行器的控制原理
2.1四旋翼飛行器的結構
2.2四旋翼飛行器的運動控制方法
2.3四旋翼飛行器各部分的工作原理
2.3.1飛行姿態與升力關系
2.3.2飛行姿態的測量
2.3.3加速度傳感器工作原理及角度測量
2.3.4陀螺儀傳感器工作原理及角度測量
2.3.5磁力計傳感器工作原理及測量方法
2.4姿態解算方法
2.4.1互補濾波算法
2.4.2卡爾曼濾波算法
2.4.3DMP姿態數據獲取
2.5PID控制算法
2.5.1PID概述
2.5.2四軸飛行器PID控制器設計
第3章硬件設計
3.1協議預備知識
3.1.1SPI總線
3.1.2I2C總線
3.1.3USART總線
3.2總體設計
3.2.1遙控器電路基本框架
3.2.2飛行器主控電路基本框架
3.3飛行器主控電路最小系統設計
3.3.1基本原理
3.3.2硬件電路設計
3.4姿態傳感器模塊
3.4.1基本原理
3.4.2硬件電路設計
3.5無線通信模塊
3.5.1基本原理
3.5.2硬件電路設計
3.6定高模塊
3.6.1超聲波定高模塊
3.6.2氣壓計定高模塊
3.7電機及驅動模塊
3.7.1基本原理
3.7.2硬件電路設計
3.8遙控器模塊設計
3.8.1基本原理
3.8.2硬件電路設計
3.9電源模塊選擇
3.10四軸飛行器的組裝
3.10.1電機、漿、電池、機型的相互關系
3.10.2機架的組裝
第4章軟件設計
4.1軟件預備知識
4.1.1剛體的空間角位置描述
4.1.2用歐拉角描述定點轉動剛體的角位置
4.1.3四元數
4.1.4控制與濾波算法
4.2主控程序初始化設置及說明
4.2.1SPI的I/O口初始化實現
4.2.2IIC的I/O口初始化實現
4.2.3定時器初始化實現
4.2.4電子調速器初始化實現
4.3姿態傳感器軟件設計
4.3.1軟件設計基本思路
4.3.2DMP
4.3.3代碼實現及解析
4.4氣壓計軟件設計
4.4.1軟件設計基本思路
4.4.2代碼實現及解析
4.4.3自主高度控制的實現
4.5遙控器軟件設計
4.5.1軟件設計基本思路
4.5.2無線模塊代碼實現及解析
4.5.3搖桿代碼實現及解析
4.6攝像頭軟件設計
4.6.1軟件設計基本思路
4.6.2攝像頭的數據讀取
4.6.3攝像頭的數據處理
4.7上位機設計
4.7.1幀頭檢測模塊
4.7.23D模型路徑模塊
4.7.33D模型屬性設置模塊
4.7.4陀螺儀3D數據顯示模塊
第5章調試、問題解析及改進方向隨想
附錄ASTM32F4最小系統電路圖
附錄B遙控器電路
附錄C飛控板連接電路
參考文獻
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