轴飞行器毕业设计论文

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四轴飞行器设计毕业设计论文

目录第一部分设计任务与调研 (1)1研究背景 (1)2毕业设计的主要任务 (1)第二部分设计说明 (2)1理论分析 (2)2设计方案 (6)2.1 微控制器的选择 (6)2.2 无线模块的选择 (7)2.3 其他模块图片 (9)第三部分设计成果 (10)第四部分结束语 (11)第五部分致谢 (12)第六部分参考文献 (13)第一部分设计任务与调研1研究背景四轴飞行器具备VTOL(Vertical Take-Off and Landing，垂直起降)飞行器的所有优点，又具备无人机的造价低、可重复性强以及事故代价低等特点，具有广阔的应用前景。

可应用于军事上的地面战场侦察和监视，获取不易获取的情报。

能够执行禁飞区巡逻和近距离空中支持等特殊任务，可应对现代电子战、实现通信中继等现代战争模式。

在民用方面可用于灾后搜救、城市交通巡逻与目标跟踪等诸多方面。

工业上可以用在安全巡检，大型化工现场、高压输电线、水坝、大桥和地震后山区等人工不容易到达空间进行安全任务检查与搜救工作，能够对执行区域进行航拍和成图等。

因此，四轴飞行器的研究意义重大。

2毕业设计的主要任务本设计基于Arduino平台的四轴飞行器，包括Arduino最小系统、传感器模块、供电模块、电机驱动模块、蓝牙通讯模块等部分组成。

通过Arduino最小系统采集各传感器模块的数据并进行分析，将处理结果送入电机驱动模块进行姿态调整，实现四轴平稳飞行，系统框图如下：图1 系统框图第二部分设计说明1理论分析设计一个基于Arduino开源硬件平台的最小系统板，采集传感器的数据，传递给主芯片，芯片通过具体算法得出数据调整翼动部分实现水平。

下面将分析一种常见的四轴飞行器姿态解算方法，Mahony的互补滤波法。

此法简单有效，先定义Kp，Ki，以及halfT 。

Kp，Ki，控制加速度计修正陀螺仪积分姿态的速度halfT ，姿态解算时间的一半。

此处解算姿态速度为500HZ，因此halfT 为0.001#define Kp 2.0f#define Ki 0.002f#define halfT 0.001f初始化四元数float q0 = 1, q1 = 0, q2 = 0, q3 = 0;定义姿态解算误差的积分float exInt = 0, eyInt = 0, ezInt = 0;以下为姿态解算函数。

航空毕业论文(导师精推范文10篇)

航空主要是指飞行器在地球大气层（空气空间）中得飞行（航行）活动，本篇文章就想大家介绍一些航空毕业论文，让大家参考一下其论文得写作技巧，希望对大家得毕业论文写作有所帮助。

航空毕业论文导师精推范文10篇之第一篇：航空发动机研制过程中项目管理技术探究---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------感谢使用本套资料，希望本套资料能带给您一些思维上的灵感和帮助，个人建议您可根据实际情况对内容做适当修改和调整，以符合您自己的风格，不太建议完全照抄照搬哦。

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------摘要：航空工业得发展一直是各个国家探索和研究得核心部分，其直接体现出一个国家得科技综合水平以及国防实力得强弱。

而航空发电机则是航空工业发展得关键环节，是一项具有复杂性和先进性工程技术类型，因此航空发动机得研制具有巨大得难度以及技术含量，为了实现其有效和持续性发展，一定要做好研制中得项目管理，下面，文章就针对航空发动机研制过程中项目管理技术进行探究，希望对其研制项目管理提供帮助。

关键词：航空工业; 发动机; 研制过程; 项目管理技术;Abstract：The development of aviation industry has been the core part of each country's exploration and research, which directly reflects a country's comprehensive level of science and technology and the strength of national defense. The aviation generator is the key factor of promoting the development of aviation industry, is a type is complex and advanced engineering technology, thus the development of aircraft engine has great difficulty and technology content, in order to achieve the effective and sustainable development,must be developed in the project management, below, in this paper, in view of theproject management in the course of the development of aircraft engine technology, hope to help the development of project management.Keyword：aviation industry; engine; development process; project management techniques;前言在航空飞机中，发动机是其心脏，发动机质量直接对飞机飞行得可靠性和经济性具有巨大得影响。

小型共轴双旋翼飞行器设计、建模与控制研究

小型共轴双旋翼飞行器设计、建模与控制探究本文介绍了一种小型共轴双旋翼飞行器的设计、建模和控制探究。

起首，依据双旋翼结构的特点和设计需求，提出了一种适用于小型飞行器的共轴双旋翼方案。

其次，对该方案进行了机械结构设计和三维建模，并提出了一种基于PID控制的飞行控制系统。

最后，通过计算机仿真和实际飞行试验，验证了所提出的设计方案和控制系统的可行性和稳定性。

关键词：共轴双旋翼；飞行器；设计；建模；控制1. 引言小型无人机已经成为浩繁应用领域的热点探究对象，如航拍、农业、物流配送等。

因此，如何设计一种可靠、高效、稳定的小型飞行器已成为探究的重点之一。

双旋翼飞行器由于其结构简易、垂直起降、悬停能力强等优点，逐渐成为探究的热点之一。

然而，传统的双旋翼飞行器存在浩繁问题，如容易出现反转、难以操控等。

因此，本文提出了一种小型共轴双旋翼飞行器设计方案，并进行了系统建模和控制探究。

2. 小型共轴双旋翼飞行器设计方案在设计小型共轴双旋翼飞行器时，需要思量其结构、重量、材料、动力等方面。

本文的设计方案如下：2.1 结构设计共轴双旋翼飞行器的结构比传统的单旋翼、双旋翼要复杂，需要思量机体强度、稳定性、飞行效率等方面。

本文设计的共轴双旋翼飞行器主要由四部分组成：机身、上下旋翼、尾翼和电机。

其中，机身接受纤维增强塑料材料，上下旋翼接受碳纤维材料，尾翼接受铝合金材料，电机接受无刷电机。

整个飞行器的尺寸为长宽高分别为300mm×300mm×150mm，重量约为1kg。

2.2 动力系统设计共轴双旋翼飞行器的动力系统主要包括电机、螺旋桨、电调和电池。

本文所设计的飞行器接受两个1306无刷电机和两个5030螺旋桨，配置2S 1000mAh锂电池，最大升力可达到500g。

电调接受双向电调，可以实现正反转、调速等功能。

3. 共轴双旋翼飞行器建模共轴双旋翼飞行器建模主要包括建立力学模型和运动学模型两个方面。

3.1 力学模型共轴双旋翼飞行器的力学模型可以接受牛顿-欧拉方程进行描述。

基于单片机的四轴飞行器毕业设计

基于单片机的四轴飞行器毕业设计目录摘要 ................................................................................................ 错误!未定义书签。

ABSTRACT ..................................................................................... 错误!未定义书签。

第1章绪论 .. (1)1.1 论文研究背景及意义 (1)1.2 国内外的发展情况 (2)1.3 本文主要研究内容 (4)第2章总体方案设计 (5)2.1 总体设计原理 (5)2.2 总体设计方案 (5)2.2.1 系统硬件电路设计方案 (5)2.2.2 各部分功能作用 (6)2.2.3 系统软件设计方案 (7)第3章系统硬件电路设计 (8)3.1 Altium Designer Summer 09简介 (8)3.2 总体电路设计 (8)3.2.1 遥控器总体电路设计 (8)3.2.2 飞行器总体电路设计 (10)3.3 各部分电路设计 (10)3.3.1 电源电路设计 (10)3.3.2 主控单元电路设计 (12)3.3.3 无线通信模块电路设计 (13)3.3.4 惯性测量单元电路设计 (16)3.3.5 电机驱动电路设计 (18)3.4 PCB设计 (21)3.4.1 PCB设计技巧规则 (21)3.4.2 PCB设计步骤 (22)3.5 实物介绍 (25)第4章系统软件设计 (27)4.1 Keil MDK5.12简介 (27)4.1.1 Keil MDK概述 (27)4.1.1 Keil MDK功能特点 (27)4.2 软件设计框图 (28)4.3 软件调试仿真 (29)4.4 飞控软件设计 (30)4.4.1 MPU6050数据读取 (30)4.4.2 姿态计算IMU (32)4.4.3 PID电机控制 (32)结论 (36)致谢 (38)参考文献 (39)附录1 遥控器主程序源代码 (40)附录2 飞行器主程序源代码 (45)附录3 遥控器原理图 (50)附录4 飞行器原理图 (51)第1章绪论1.1 论文研究背景及意义图1-1 典型四轴飞行器四轴飞行器是一种具有4个对称旋翼的直升机（如图1-1），具有垂直起降、结构简单、操纵方便及机动灵活等优点，在飞行器上挂载摄像头等模块能够实现许多实用功能。

毕业设计论文——基于模糊PID算法的小型四旋翼无人飞行器控制系统设计

摘要四旋翼飞行器是一种四螺旋桨驱动的、可垂直起降的飞行器，这种结构被广泛用于微小型无人飞行器的设计，可以应用到航拍、考古、边境巡逻、反恐侦查等多个领域，具有重要的军用和民用价值。

四旋翼飞行器同时也具有欠驱动、多变量、强耦合、非线性和不确定等复杂特性，对其建模和控制是当今控制领域的难点和热点话题。

本次设计对小型四旋翼无人直升机的研究现状进行了细致、广泛的调研，综述了其主要分类、研究领域、关键技术和应用前景，然后针对圆点博士的四旋翼飞行器实际对象，对其建模方法和控制方案进行了初步的研究。

首先，针对四旋翼飞行器的动力学特性，根据欧拉定理以及牛顿定律建立四旋翼无人直升机的动力学模型，并且考虑了空气阻力、转动力矩对于桨叶的影响，建立了四旋翼飞行器的物理模型；根据实验数据和反复推算，建立系统的仿真状态方程；在Matlab环境下搭建了四旋翼飞行器的非线性模型。

选取四旋翼飞行器的姿态角作为控制对象，借助Matlab模糊工具箱设计了模糊PID控制器并依据专家经验编辑了相应的模糊规则；通过仿真和实时控制验证了控制方案的有效性，并在此控制方案下采集到了输入输出数据；利用单片机编写模糊PID算法控制程序，实现对圆点博士四旋翼飞行器实物的姿态控制。

本设计同时进行了Matlab仿真和实物控制设计，利用模糊PID算法，稳定有效的对四旋翼飞行器的姿态进行了控制。

关键词：四旋翼飞行器；模糊PID；姿态控制ⅠAbstractQuadrotor UA V is a four propeller driven, vertical take-off and landing aircraft, this structure is widely used in micro mini unmanned aerial vehicle design and can be applied to multiple areas of aerial, archaeology, border patrol, anti-terrorism investigation, has important military and civil value.Quadrotor UA V is a complicated characteristic of the complicated characteristics such as the less drive, the multi variable, the strong coupling, the nonlinear and the uncertainty, and the difficulty and the hot topic in the control field.Research status of the design of small quadrotor UA V were detailed and extensive research, summarized the main classification, research areas, key technology and application prospect of and according to Dr. dot quadrotor actual object, the modeling method and control scheme were preliminary study.First, for the dynamic characteristics of quadrotor UA V, dynamic model of quadrotor UA V is established according to the theorem of Euler and Newton's laws, and consider the air resistance and rotation torque for the effects of blade, the establishment of the physical model of the quadrotor UA V; root according to experimental data and repeated calculation, the establishment of system simulation equation of state; under the MATLAB environment built the nonlinear model of the quadrotor UA V Select the attitude of the quadrotor angle as the control object, with the help of matlab fuzzy toolbox to design the fuzzy PID controller and according to experience of experts to edit the corresponding fuzzy rules; through the simulation and real-time control verify the effectiveness of the control scheme, and this control scheme under the collection to the data input and output; written by SCM fuzzy PID control algorithm, dots, Quad rotor UA V real attitude control. The design of the Matlab simulation and the physical control design, the use of fuzzy PID algorithm, the stability of the four rotor aircraft attitude control.Keywords:Quadrotor UA V;F uzzy PID;Attitude controlⅡ目录摘要（中文） (Ⅰ)摘要（英文） (Ⅱ)第一章概述 (1)1.1 课题背景及意义 (1)1.2 四旋翼飞行器的研究现状 (2)1.3 四旋翼飞行器的关键技术 (5)1.3.1 数学模型 (6)1.3.2 控制算法 (6)1.3.3 电子技术 (6)1.3.4 动力与能源问题 (6)1.4 本文主要内容 (6)1.5本章小结 (7)第二章四旋翼飞行器的运动原理及数学模型 (7)2.1四旋翼飞行器简介 (7)2.2 四旋翼飞行器的运动原理 (8)2.2.1 四旋翼飞行器高度控制 (8)2.2.2 四旋翼飞行器俯仰角控制 (9)2.2.3 四旋翼飞行器横滚角控制 (9)2.2.4 四旋翼飞行器偏航角控制 (10)2.3四旋翼飞行器的数学模型 (11)2.3.1坐标系建立 (11)2.3.2基于牛顿-欧拉公式的四旋翼飞行器动力学模型 (12)2.4 本章小结 (15)第三章四旋翼飞行器姿态控制算法研究 (15)3.1模糊PID控制原理 (15)3.2 姿态稳定回路的模糊PID控制器设计 (16)3.2.1 构建模糊PID控制器步骤 (17)3.2.2 基于Matlab的姿态角控制算法的仿真 (22)3.3 本章小结 (25)第四章四旋翼飞行器飞行控制系统软件设计 (25)4.1 模糊PID控制算法流程图 (25)4.2 系统实验及结果分析 (26)4.3 本章小结 (27)第五章总结与展望 (28)5.1 总结 (28)5.2 展望 (28)参考文献 (28)第一章概述有史以来，人类一直有一个梦想，那就是可以像蓝天上自由翱翔的鸟儿一样。

四轴飞行器设计毕业设计

陀螺仪的主要功能在于传感三个轴向上的角度和加速度，利用四元数法以及卡尔曼滤波分析获得滤波之后的陀螺仪数据也就是姿态数据，为控制模块给出当前姿态信息。
控制算法拟采用双PID环或BP神经元网络或模糊算法。实施方案：做成实物之后，用三种不同的控制算法编程，拟采用MSP430微处理器。调试之后得出三种不同算法的优缺点以供参考。
2.2.2电子调速器
电子调速器简称电调。是电机的驱动元件，它有三个端口，一个连接电池获得电能，一个连接电机用于驱动电机，最后一个是信号线，兼容TTL电平，接收控制机的控制信号。
在实际过程中，检测高电平宽度，有效信号为1-2ms的高电平长度。根据持续时间输出不同的电压使电机的转速不同。
第3章姿态传感器介绍
以农业调查为例，传统的调查方式为到现场抽样调查或用航空航天遥感。抽样的方式工作量ห้องสมุดไป่ตู้，而且准确性受主观因素影响；而遥感的方式可以大范围同时调查，时效性和准确性都有保证，但只能得到大型作物的宏观的指标，而且成本很高。不连续的地块、小种作物等很难用上遥感调查。因此，低空低成本遥感技术显得相当重要，而四轴飞行器正符合低空低成本遥感平台的要求。
Until precision triaxial accelerometers and gyroscopes appeared, And Kalman filtering principle whom subsequently introduced allows real-time monitoring of multi-rotor attitude possible, With attitude to accurately monitor and coordinate the use of various control algorithms and high-performance microprocessors, Multi-rotor control became possible. Also, because it is itself the characteristics of both can respond flexibly to a variety of complex flight environment(Other aircraft can hold a candle). Quickly became the point of intersection of the aircraft.

四轴飞行器设计论文

冯如杯论文《四旋翼飞行器的设计与控制》院（系）名称机械工程及自动化学院作者姓名薛骋豪学号35071422指导教师梁建宏2008年3月22日四旋翼飞行器的设计与控制薛骋豪摘要四旋翼直升机，其主旋翼分成前后与左右两组，旋转时方向相反，因此与一般直升机最主要的不同点为四旋翼直升机不需要用尾旋翼来平衡机体。

因为四旋翼直升机为不稳定系统，因此需利用旋转专用的感测器：陀螺仪来感知机身的平衡程度并将讯号传送至微控制器，再通过微控制器内部程序的运算产生控制信号来控制机体上四个旋翼的转速，以维持整个机身的平衡促使四旋翼直升机能顺利飞行。

关键词：四旋翼、VTOL（垂直起降）、矩阵控制、AbstractQuadrotor, its main rotor divides into with two about groups from beginning to end, in opposite direction while rotating, so Quadrotor and does not need to fasten the wing and having the balance organism for four with the end with the main difference of general helicopter. Whether four fasten wing helicopter stable system, need to utilize and rotate the special-purpose detecting device. The gyroscope comes to perceive balancing the degree and conveying the signal to the little controller of the fuselage, and then produce the control signal to control four rotational speed of fastenning the wings on the organism through the operation of the procedure within the little controller, impel four to fly smoothly while Quadrotor for the balance of maintaining the whole fuselage.Key words: Quadrotor、VTOL(Vertical Take-Off and Landing)、matrix control目录1、绪论 (3)2、正文 (4)2.1、四旋翼直升机的动力学原理 (4)2.2、四旋翼直升机的控制系统 (6)3、结论 (9)4、致谢 (10)5、参考文献 (10)1、绪论关于四旋翼直升机系统的研究动机与其它飞行原理相比较，VTOL（垂直起降）系统有特性能够完成对其他飞行器来说非常困难的或者不可能执行的任务。

四轴飞行器毕业设计论文

四轴飞行器毕业设计论文
摘要：
本文主要介绍了一种四轴飞行器的设计与实现，以满足特定的需求。

通过对四轴飞行器的设计原理、结构、控制方法以及相关技术的介绍和分析，实现了飞行器的简单控制和稳定飞行。

通过实验验证了该设计的可行
性和优越性，为今后更复杂的四轴飞行器的设计提供了一定的基础和参考。

1.引言
2.设计原理
3.设计结构
本文设计的四轴飞行器采用过程控制方式，使用材料和组件包括主控
制器、电池、电机、螺旋桨等。

四个电机驱动四个螺旋桨，通过调节螺旋
桨的转速来实现飞行器的悬停和飞行。

4.控制方法
本文中采用PID控制器来实现对四轴飞行器的控制。

PID控制器可以
根据感知系统的反馈信号实时调整螺旋桨的转速，使飞行器能够在空中保
持平稳的飞行状态。

5.相关技术
在四轴飞行器的设计和实现过程中，涉及到的相关技术包括姿态测量、位置测量、通信协议、无线传输等。

通过这些技术的应用和优化，可以提
高飞行器的性能和使用体验。

6.实验与结果
通过实验验证了该设计的可行性和优越性。

实验结果表明，飞行器能够实现定点悬停、平稳飞行的任务，并具有较好的稳定性和控制性能。

7.结论
本文设计了一种简单的四轴飞行器，并实现了其控制和稳定飞行。

通过对该设计的分析和实验验证，证明了其可行性和优越性。

今后可以基于该设计进一步优化和发展更复杂的四轴飞行器。

飞行器动力工程毕业论文

学号_________密级本科生毕业论文水下超高速运动体燃气发生器通气流动过程研究院（系）名称：航天与建筑工程学院专业名称：飞行器动力工程学生姓名：指导教师：2011年6月目录第一章绪论 (1)1.1 空化研究背景 (1)1.1.1 空化现象 (1)1.1.2 空化发展的几种不同形态 (1)1.1.3 超空泡的流动 (2)1.1.4 超空泡的减阻特性 (3)1.2 国内外研究现状 (3)1.2.1 国外研究状况 (3)1.2.2 国内研究现状 (4)1.3 现代空化技术的应用 (6)1.3.1 军事应用 (6)1.3.2 其他用途 (7)1.4 本文研究的目的及主要内容 (8)第二章人工通气超空泡数值研究 (10)2.1 引言 (10)2.2 数学建模 (10)2.2.1 多相流建模方法 (10)2.2.2 VOF模型 (11)2.2.3 混合物模型 (14)2.2.4 VOF模型和Mixture模型的异同 (16)2.2.5 湍流模型 (16)2.3 数值模拟 (22)2.3.1 建模 (24)2.3.2 Mixture模型参数设置 (24)2.3.3 VOF模型参数设置 (25)2.3.4 数值计算 (26)2.4 数据处理 (26)2.4.1 Mixture多相流模型 (26)2.4.2 VOF多相流模型 (29)2.4.3 Mixture模型模拟的超空泡内压力变化 (32)2.4.4 VOF模型模拟的超空泡内压力变化 (36)2.5 本章小结 (39)第三章燃气发生器通气流动过程研究 (40)3.1 引言 (40)3.2 建模 (40)3.3 参数设置 (41)3.3.1 基本参数设置 (41)3.3.2 边界条件 (41)3.3.3 数值计算 (42)3.4 数据处理 (42)3.4.1 算例1 (42)3.4.2 算例2 (44)3.5 本章小结 (51)第四章内部结构优化设计 (52)4.1 引言 (52)4.2 建模 (52)4.3 算例 (52)4.4 数据处理 (53)4.4.1 开始阶段 (53)4.4.2 中间阶段 (58)4.4.3 稳定阶段 (60)4.5 本章小结 (63)结论 (64)参考文献 (66)致谢 (68)摘要由于高速流动导致液体压力低于饱和蒸汽压而急剧汽化，或通过注入不可凝结气体在液体中生成含汽或气的低密度空穴，称为空泡。

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毕业论文基于单片机的四轴飞行器夏纯吉林建筑大学2015年6月毕业论文基于单片机的四轴飞行器学生：夏纯指导教师：许亮专业：电子信息工程所在单位：电气与电子信息工程学院答辩日期： 2015 年6月目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)论文研究背景及意义 (1)国内外的发展情况 (2)本文主要研究内容 (4)第2章总体方案设计 (5)总体设计原理 (5)总体设计方案 (5)系统硬件电路设计方案 (5)各部分功能作用 (6)系统软件设计方案 (7)第3章系统硬件电路设计 (8)Altium Designer Summer 09简介 (8)总体电路设计 (8)遥控器总体电路设计 (8)飞行器总体电路设计 (10)各部分电路设计 (10)电源电路设计 (10)主控单元电路设计 (12)无线通信模块电路设计 (13)惯性测量单元电路设计 (16)电机驱动电路设计 (18)串口调试电路设计 (19)PCB设计 (21)PCB设计技巧规则 (21)PCB设计步骤 (22)PCB外形设计 (23)实物介绍 (25)第4章系统软件设计 (27)Keil 简介 (27)Keil MDK概述 (27)Keil MDK功能特点 (27)软件设计框图 (28)软件调试仿真 (29)飞控软件设计 (30)MPU6050数据读取 (30)姿态计算IMU (32)PID电机控制 (32)结论 (36)致谢 (38)参考文献 (39)附录1 遥控器主程序源代码 (40)附录2 飞行器主程序源代码 (45)附录3 遥控器原理图 (50)附录4 飞行器原理图 (51)摘要四轴飞行器具备 VTOL(Vertical Take-Off and Landing，垂直起降)飞行器的所有优点，又具备无人机的造价低、可重复性强以及事故代价低等特点，具有广阔的应用前景。

可应用于军事上的地面战场侦察和监视，获取不易获取的情报。

能够执行禁飞区巡逻和近距离空中支持等特殊任务，可应对现代电子战、实现通信中继等现代战争模式。

在民用方面可用于灾后搜救、城市交通巡逻与目标跟踪等诸多方面。

工业上可以用在安全巡检，大型化工现场、高压输电线、水坝、大桥和地震后山区等人工不容易到达空间进行。

本设计主要包括遥控器和飞行器两大部分，其中央处理器CPU均采用基于32位ARM Corex-M3内核的NXP LPC1549，时钟频率为72MHz；飞行器与遥控器之间的无线通信采用通信频段的NRF24L01模块，NRF24L01模块与MCU之间通过SPI协议以1MHz的通信速率通信；飞行器端搭载有3轴加速度计与三轴陀螺仪融合一体的MPU6050惯性测量单元作为姿态欧拉角测量单元，MPU6050与飞行器MCU之间通过I2C协议以400Hz的频率进行通信；飞行器端MCU通过接收无线数据以及采集MPU6050数据通过四元数互补滤波计算出的欧拉角，再进行电机PID自动控制，最终以20KHz的PWM 通过MOS管来驱动空心杯820直流有刷电机，得以实现遥控四轴飞行器的设计。

关键词四轴飞行器；PID自动控制；MPU6050；PWMABSTRACTFour-axis aircraft equipped with VTOL (Vertical Take-Off and Landing, vertical take off and landing) aircraft with all the advantages, and UAV's low cost strong, repeatable, and low accident costs, has broad application prospects. Can be used in military battlefield reconnaissance and surveillance, access is not easy to get information. Able to perform special tasks such as patrolling the no fly zone and close air support, could cope with modern electronic warfare, communications relay of modern warfare. In civil use can be used for post-disaster rescue, traffic patrol and tracking, and many other aspects of the city. Can be used in a safety inspection on the industrial, large-scale chemical sites, high-voltage power lines, dams, bridges and artificial mountain after the earthquake are not easy to reach space.This design includes two remote controls and aircraft parts, central processing unit CPU using of 32ARM NXP Corex-M3 kernel LPC1549,clock frequency is 72MHz; Wireless communication 2.4G communication with the remote control of aircraft band NRF24L01 module NRF24L01 module between the MCU and 1MHz communication speed through the SPI protocol communications; Aircraft end carrying a 3-axis accelerometer and integrating three-axis gyro MPU6050 inertial measurement unit as a gesture of Euler angle measurement unit,MPU6050?aircraft?between?the?MCU communicates?through?the?I2C?Protocol?with400Hz?frequency; Aircraft end-MCU by receiving wireless data MPU6050 data collected by Quaternion complementary filters calculate the Euler angles. PID motor control, ultimately 20KHz PWM drive through the MOS tube hollow glass 820 DC brush motor, remote control design of four axis aircraft.Keywords Quadrocopter；PID Auto control；MPU6050；PWM第1章绪论论文研究背景及意义图1-1 典型四轴飞行器四轴飞行器是一种具有4个对称旋翼的直升机（如图1-1），具有垂直起降、结构简单、操纵方便及机动灵活等优点，在飞行器上挂载摄像头等模块能够实现许多实用功能。

在实际应用方面，以四轴飞行器为代表的小型无人机在执行军事任务时具有很大的优势。

它们能够在士兵的操控下进行战场上近距离、小范围、复杂地形环境的敌情侦察，还可以用作通信联系工具或者指示目标机，甚至还能装上弹药直接执行战略攻击任务。

在民用与工业领域，四轴飞行器也具有广泛的应用前景。

通过携带特定的功能检测模块，四轴飞行器可以感知危险区域的有毒物质浓度或核辐射强度等。

微型四轴无人飞行器可以自主完成上述任务，不仅节约成本，而且大大简化了人力劳动，也在人类无法到达的危险、危害环境可以完全代替人类工作。

近年来，很多学者和研究机构通过对四轴飞行器进行动力学和运动学分析，建立了系统的数学模型，提出了各种控制算法，并设计了飞行控制系统进行验证；加上传感器技术和控制理论的不断发展，尤其是微电子和微机械技术的逐步成熟，使四轴飞行器的飞行控制成为了一个具有广阔前景的研究课题。

国内外的发展情况早在二战时，载人四轴的原型机已经被设计出来，但因为控制技术还跟不上，飞行器因不稳定而无法投入实际应用。

那时欠缺的技术主要是惯性测量和控制器的缺陷，那时候的惯性导航系统一般是十几公斤的大铁疙瘩。

为了把这么重的东西放到一个多旋翼飞行器上，飞行器的载荷必须很大，可是人们发现，不管是用油机还是电机做多旋翼飞行器的动力系统，都很难得到足够的载荷。

同时，因为固定翼和直升机已经很够实际使用了，所以没有人愿意多花功夫去研究多旋翼飞行器这个棘手的问题。

很长一段时间里，只有美国一些研发性的项目做出了多旋翼飞行器的样机。

20世纪90年代之后，随着微机电系统（MEMS）研究的成熟，几克重的MEMS惯性导航系统被制作了出来，使得多旋翼飞行器的自动控制器可以制作了。

但是MEMS传感器数据噪音很大，不能直接读出来用，于是人们又花了一些年的时间研究MEMS去噪声的各种数学算法。

这些算法以及自动控制器本身通常需要速度比较快的单片机来运行，于是人们又等了一些年时间，等速度比较快的单片机诞生。

接着人们再花了若干年的时间理解多旋翼飞行器的非线性系统结构，给它建模、设计控制算法、实现控制算法。

因此，直到2005年左右，真正稳定的多旋翼无人机自动控制器才被制作出来。

之前一直被各种技术瓶颈限制住的多旋翼飞行器系统突然出现在人们视野中，大家惊奇地发现居然有这样一种小巧、稳定、可垂直起降、机械结构简单的飞行器存在。

一时间研究者趋之若鹜，纷纷开始多旋翼飞行器的研发和使用。

四旋翼飞行器是多旋翼飞行器中最简单最流行的一种。

如上所述，最初的一段时间主要是学术研究人员研究四旋翼。

四旋翼飞行器最早出现在公众视野可能要追溯到2009年的着名印度电影《三傻大闹宝莱坞》，到了2010年，法国Parrot公司发布了世界上首款流行的四旋翼飞行器。

作为一个高科技玩具，它的性能非常优秀：轻便、灵活、安全、控制简单，还能通过传感器悬停，用WIFI传送相机图像到手机上。

的流行让四旋翼飞行器开始广泛进入人类社会。

在玩具这个尺寸上，多旋翼飞行器的优势就显示出来了，同尺寸的固定翼基本飞不起来，而同尺寸的直升机因为机械结构复杂，根本没法低成本地制作出稳定的产品。