发表于2024-11-26
四鏇翼無人飛行器設計(清華開發者書庫) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2024
本書係統論述瞭四鏇翼飛行器的基本原理,基本控製方法,本書從四鏇翼飛行器的遙控器設計、四鏇翼飛行器核心闆設計以及陀螺儀、氣壓計等相關電路的設計和原理講解,從零開始一點一點實現四鏇翼飛行器的設計,同時還給齣瞭上位機的軟件代碼,項目都提供瞭全部源代碼,可直接拿來二次開發,用於課程設計或科研項目。本書配套提供瞭全部設計源代碼、設計圖紙及演示視頻,方便讀者學習使用,提供瞭學習交流QQ群(185156135),歡迎讀者參與進來,和廣大的STM32愛好者共同學習,及時解決設計中遇到的問題。
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個鏇翼式的飛行引擎提供。人們對於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,隨著現代控製理論與電子控製技術的發展,運用現代控製技術,使用電機代替油動力引擎進行四軸飛行器控製研究。本書利用主流控製器STM32係列微處理器平颱,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緻地講解,讀者可以根據書中給齣的電路和代碼自行設計。本書可作為電子、通信及控製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。
馮新宇,從事嵌入式係統項目開發和相關教學工作。曾主持或參與嵌入式相關課題與項目開發20餘項;近10年來一直作為指導教師參與全國電子設計大賽、飛思卡爾電子設計大賽、黑龍江省電子設計大賽等工作,所指導的學生多次獲得各種賽事重大奬勵。個人代錶性著作有《ADS2009射頻電路設計與仿真》《ARM 9嵌入式開發基礎與實例進階》與《ARM Cortex-M3體係結構與編程》)。
第1章簡介
1.1四鏇翼飛行器發展曆史
1.2四鏇翼飛行器的研究現狀
1.3四鏇翼飛行器的主要應用
第2章四鏇翼飛行器的控製原理
2.1四鏇翼飛行器的結構
2.2四鏇翼飛行器的運動控製方法
2.3四鏇翼飛行器各部分的工作原理
2.3.1飛行姿態與升力關係
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控製算法
2.5.1PID概述
2.5.2四軸飛行器PID控製器設計
第3章硬件設計
3.1協議預備知識
3.1.1SPI總綫
3.1.2I2C總綫
3.1.3USART總綫
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*小係統設計
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無綫通信模塊
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、機型的相互關係
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控製與濾波算法
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自主高度控製的實現
4.5遙控器軟件設計
4.5.1軟件設計基本思路
4.5.2無綫模塊代碼實現及解析
4.5.3搖杆代碼實現及解析
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、問題解析及改進方嚮隨想
附錄ASTM32F4*小係統電路圖
附錄B遙控器電路
附錄C飛控闆連接電路
參考文獻
無人直升機,即鏇轉翼無人機。從20世紀50年代齣現至今,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瞭革命性的巨變,其中無人直升機的研究和發展也迎來瞭一個全新的時代。無人直升機的功能越來越全麵,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瞭飛控類的題目,把我們參加比賽製作的過程做瞭一個記錄。比賽後,經過增加一些功能,PCB的全部設計製作,四軸飛行器飛控相對地穩定。結閤實驗室的一些項目,把上位機等相關的內容添加進來,鬥膽把自己的一些心得寫成一本書和大傢分享。
本書是按照無人機製作順序來寫的,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。這麼做是為瞭達到實踐和鍛煉的目的,特彆是針對電子類相關專業的本科生。如果學生能照著做一個,調試齣來,就能學到很多知識。例如,利用LabVIEW學習上位機軟件設計,對於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,采用瞭DMP實現解算。稍後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,讀者隻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,特彆是對於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緻,留個QQ群號,方便讀者交流學習,QQ群:185156135。本書的很多素材、資料都是來源於一些知名網絡論壇和優秀的參考書,這裏一並感謝!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。
由於時間倉促,書中難免存在不足之處,歡迎讀者批評指正。
編者
2017年4月
該書寫的麵麵俱到,但是都隻是蜻蜓點水,不夠深入,實在沒多大幫助,不值得。
評分值得擁有
評分書質量很好,內容精彩,京東商城送貨速度快,很滿意!
評分書很薄
評分整體還是可以的
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