无人机diy设计剖析.ppt

无人机DIY设计,,目录,无人机概况 项目名称 研究与开发流程安排 技术资源 拓展性功能研究,无人机概况,无人机是由地面指令或预设程序控制的不载人飞行器无人机系统由无人机、地面站(无线电控制、任务控制、发射回收装置等)及有效负荷三部分组成无人机根据机体结构、飞行时间、飞行距离和执行的任务性质等可以划分为不同类型根据机体结构,无人机包括固定翼、垂直旋翼、倾斜旋翼等类型;根据无人机的活动半径和续航时间,可分为近程、短程、中程和远程等类型;根据具体用途和使用环境,又可以把无人机分为军用以及民用两大类别无人机概况,作为飞行控制系统一个组成部分的飞行控制计算机,随着飞行控制系统 和电子及计算机技术的发展,在功能、性能、结构及工艺技术上都有了很大的发展和提高 现阶段无人机飞行控制计算机的发展趋势是小型化、嵌入式的微型数字计算机根据对飞行控制计算机的多种设计方案的综合分析,按照飞行控制计算机的核心部分一处理模块使用的 具体器件不同,无人机的飞行控制计算机大 致可以分成三类:以工控机为核心的飞行控 制计算机;以单片机、数字信号处理器(DSP) 为核心的飞行控制计算机;以专用嵌入式微 处理器为核心的飞行控制计算机三种。

这次设计的目的是通过飞行控制计算机 的硬件设计和软件设计来实现设计并制作出 一个可实现多种功能（航拍和抓取功能）的遥控无人机项目名称,四翼小型无人机飞行控制计算机设计,研究与开发流程（1）,设计预期时间为1年 1M:了解下市场上无人机的的种类以及机身架构,研究与开发流程（2）,3M：了解下制作无人机所需要的设备以及技术支持： 有刷电机*4、螺旋桨*4、电池、遥控器、机架、充电器以及该设计的目标飞行控制板研究与开发流程（3）,6M：正式开始Design，设计线路以及layout,研究与开发流程（3）,硬件模块设计 A）电源模块： 1、桨翼电机的供电直接使用电源的电压，电机对电源的稳定性要求不高，但对功率要求很高 2、传感器部分和微控制器使用 3.3V 电压，此电压对稳定性要求很高，但对功率要 求不高，因此需要提供稳压器件 3、对于接收机的电源，需要大于 4.2V，设计中还需要设计升压电路研究与开发流程（3）,B）主控模块 飞行控制模块是整个飞行器的核心，需要执行多种复杂的任务，包括：解析接收机 的 PPM 信号、读取传感器的数据并融合、计算控制量等等，因此选择的微处理器将需要 能够承受较大的工作量，选择时需要考虑其工作频率、RAM 和 Flash 大小、片上功能等 等,研究与开发流程（3）,C）姿态传感器模块 设计中选用加速度和角速度两种传感器来进行姿态测量，用加速度的测量数据来互 补角速度传感器测量的不足。

这样设计相应的传感器对飞行器的运动姿态进行测量，有助于反馈当前姿态，确保飞行稳定研究与开发流程（3）,D）遥控接收模块 遥控接收的组成如图所示 设计中遥控器发出油门、副翼(横滚)、升降(俯仰)及方向(偏航)信号四个通道的遥控信号研究与开发流程（3）,E）电机控制模块 设计中选择简单的有刷电机，相比较无刷电机，不需要复杂的电子调速模块，直接微处理器的 IO 驱动 MOS 管就可以驱动；同时专门的电调模块成本较高，且占据较大体积，不适合小型飞行器的设计 微控制器对电机进行控制时，由于电机功率较大，设计时采取 PWM 进行调速，即 控制电机电路的通断研究与开发流程（3）,软件系统设计： 系统主要功能是接收遥控器控制信号，并对其进行解码转换，同时通过采集飞行器上姿态传感器的姿态数据，对飞行器的运动姿态进行估测，数据融合得到飞行器姿态的调整量，并输出控制，同时确保飞行器运动的稳定研究与开发流程（3）,控制系统流程,研究与开发流程（4）,2M：将飞控系统与各个零件组装并且调试技术资源（1）,硬件方面： 选择合适的系统CPU、Flash存储器扩展、SDRAM存储器扩展、模数转换芯片的选择、CPU的AD转换单元、UART通信模块、PWM模块、电源电路、时钟电路、复位电路、JTAG调试电路、电路设计。

技术资源（2）,软件方面： 操作系统的移植、应用软件设计、软件调试拓展性功能研究,在完成上述设计之后，可以研究影像的采取和传输功能，或者是机械手臂的简单抓取功能。