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STM32+Mission Planner四轴飞行器控制系设计(5)

时间:2020-10-06 10:37来源:毕业论文
在 单片机 的控制下,通过脉宽调制PWM方式来控制电机的输入电压,PWM占空比越高,等效电压就越高,PWM占空比越低,等效电压就越低。 在单片机芯片最高

    在单片机的控制下,通过脉宽调制PWM方式来控制电机的输入电压,PWM占空比越高,等效电压就越高,PWM占空比越低,等效电压就越低。

    在单片机芯片最高输出5V的情况下,为了驱动电机产生足够的转速,需要再接一个功率管驱动电机,起放大信号的作用。

 

2.2 螺旋桨

2.2.1 正反桨

    正反桨就是转动起来方向相反的一对螺旋桨。若是在一台四旋翼上使用四个一模一样的螺旋桨,那么必然的,四台电机的转向、转速都相同,电机旋转产生的反向的旋转力矩自然会朝向同一方向,四轴就会开始不受控制地自旋,其旋转方向与电机的旋转方向相反。为了抵消反向力矩,直升机使用了尾桨,而四旋翼则采用了正反桨设计,使两个电机顺时针转,两个逆时针转,在四台一模一样的电机与螺旋桨同时工作时,就完美地抵消了自旋。顺时针转的电机上的桨叶称为正桨,逆时针转的电机上的桨叶称为反桨,四台电机依旧会提供推力,同时由两两电机之间抵消使机身自旋的力,解决了自旋的问题。

 

2.2.2 直驱桨和慢速桨

    直驱浆用于快速电机的驱动,转速一般在8000转至15000转以间,高速段在15000转以上,而慢速浆不同,用于速度较慢的电机,一般在8000转以内。

    说白了就是直驱桨与慢速桨的适用电机不同,慢速桨是设计给低速电机用的螺旋桨,桨很宽,尤其是最宽部位集中在靠近螺旋桨外围处,这样螺旋桨的受力点也集中于该处,特别有利于吊机和慢速飞行:而直驱桨比较窄,厚度大,各处宽度较均匀,比较适合高速电机,因为各处强度都不错,转速高也不容易变形,宽度小,高速下阻力也小,但是低速下拉力小。

    不同的桨叶要配合不同的电机才能更好的发挥效果,四旋翼飞行器一般选用的是高速电机与直驱桨的组合。

2.2.3 螺旋桨的型号

    螺旋桨型号与电机的型号类似,是4位数字,前面两位代表桨叶的直径,后面两位则是桨叶的螺距。例如:8060的意思是:直径8英寸,螺距6英寸。而8038则表示螺距3.8英寸

 

2.3 机架

    一般常见的四旋翼的机架有两种,就是X型与+型,外观上主要的区别可以看做飞控固定方向的不同。X型的机架,飞控固定面向两支螺旋桨中间,而+型的机架上,飞控固定面相一支螺旋桨。

    控制上的区别在于X型的四旋翼比较难以操控,但动作比较灵动。+型的机架更易于操控,比较笨拙,也正因如此,比较适合初学者使用。

 

2.4 飞控

    所谓飞控,就是四旋翼的飞行控制系统。主要有陀螺仪(飞行姿态感知),加速计,地磁感应,气压传感器(悬停控制),GPS模块(定位),以及控制电路组成。主要的功能就是自动保持四旋翼的正常飞行姿态。飞行控制的PID参数也在飞控中设置。

    具体来说,四轴飞行器的飞控板功能主要有两个:一是接受来自遥控器的信号,控制电调的输出,调整螺旋桨的转速以便控制四旋翼完成起飞、悬停、俯仰、滚转、降落等动作。二是通过板载的一系列测量仪器,在起无控制的情况下,通过调整电调输出,控制四旋翼稳定,保持一定高度。

STM32+Mission Planner四轴飞行器控制系设计(5):http://www.751com.cn/jixie/lunwen_62399.html
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