四旋翼垂直起降固定翼飞行器设计
电子设计大赛四旋翼设计报告最终版
四旋翼飞行器〔A 题〕参赛队号：20140057号四旋翼飞行器设计摘要：四旋翼作为一种具有构造特殊的旋转翼无人飞行器，与固定翼无人机相比，它具有体积小，垂直起降，具有很强的机动性，负载能力强，能快速、灵活的在各个方向进展机动，构造简单，易于控制，且能执行各种特殊、危险任务等特点。
因此在军用和民用领域具有广泛的应用前景如低空侦察、灾害现场监视与救援等。
多旋翼无人机飞行原理上比拟简单，但涉及的科技领域比拟广，从机体的优化设计、传感器算法、软件及控制系统的设计都需要高科技的支持。
四旋翼无人机的飞行控制技术是无人机研究的重点之一。
它使用直接力矩，实现六自由度〔位置与姿态〕控制，具有多变量、非线性、强耦合和干扰敏感的特性。
此外，由于飞行过程中，微型飞行器同时受到多种物理效应的作用，还很容易受到气流等外部环境的干扰，模型准确性和传感器精度也将对控制器性能产生影响，这些都使得飞行控制系统的设计变得非常困难。
因此，研究既能准确控制飞行姿态，又具有较强抗干扰和环境自适应能力的姿态控制器是微小型四旋翼飞行器飞行控制系统研究的当务之急。
一、引言：1.1 题目理解：四旋翼飞行器，顾名思义，其四只旋转的翅膀为飞行的动力来源。
四只旋转翼是无刷电机，因此对于无刷电机的控制调速系统对飞行器的飞行性能起着决定性的作用。
在本次大赛中，需要利用四旋翼飞行器平台，实现四旋翼的起飞，悬停，姿态控制，以及四旋翼和地面之间的测距等功能。
以往做的核心板较大，所需的电路较多，考虑到四轴飞行器的轻便，故而不太是一个很理想的选择。
方案二：主控板使用STM32。
STM32板子的I/O口很多，自带定时器和多路PWM，可以实现的功能较多，符合实验要求。
Stm32迷你板在体积和重量上也不是很大，对飞机的载重量要求不是很高。
综上所述，我们一致决定使用STM32 MMC10作为此次大学生电子竞赛的主控板。
2.2 飞行姿态的方案论证：方案一：十字飞行方式。
四轴的四个电机以十字的方式排列，*轴和y轴成直角，调整俯仰角和翻滚角的时候分开调整，角度融合简单，适合初学者，能明确头尾，飞行时机体动作精准，飞控起来也容易。
四轴飞行器设计概述
四轴飞行器设计概述四轴飞行器（Quadcopter）是一种多旋翼飞行器，由四个电动马达驱动，并通过电子系统控制飞行。
它具有垂直起降、悬停、平稳飞行等优点，广泛应用于无人机航拍、物流配送、农业植保等领域。
本文将对四轴飞行器的设计概述进行详细介绍。
第一部分：概述四轴飞行器的设计涉及到机械结构设计、电子系统设计和飞行控制算法设计等方面。
在机械结构设计中，需要考虑到飞行器的重量、稳定性和飞行效率等因素；在电子系统设计中，需要考虑到电机驱动、传感器测量和通信等因素；在飞行控制算法设计中，则需要考虑到姿态控制、导航定位和自主避障等因素。
第二部分：机械结构设计四轴飞行器的机械结构主要包括机体、四个电动马达和螺旋桨等部分。
机体通常采用轻质材料制造，如碳纤维复合材料，以降低飞行器的重量；电动马达通常采用无刷电机，以提高功率输出和效率；螺旋桨通常采用塑料或碳纤维材料制造，以提供升力。
此外，机械结构设计还需要考虑到四轴飞行器的重心位置和稳定性，通过调整电动马达和螺旋桨的布局来实现。
第三部分：电子系统设计四轴飞行器的电子系统设计主要包括电机驱动、传感器测量和通信等模块。
电机驱动模块用于控制电动马达的转速和方向，通常通过电调与飞控板连接；传感器测量模块用于测量飞行器的姿态、加速度、陀螺仪等参数，通常包括陀螺仪、加速度计和磁力计等；通信模块用于与地面控制台进行数据传输和指令接收，通常采用无线通信技术，如蓝牙或Wi-Fi等。
第四部分：飞行控制算法设计四轴飞行器的飞行控制算法设计主要包括姿态控制、导航定位和自主避障等模块。
姿态控制模块用于控制飞行器的姿态，通常采用PID控制算法，通过调节电动马达转速来实现；导航定位模块用于确定飞行器的位置和航向，通常采用GPS和惯性导航系统等；自主避障模块用于识别和规避障碍物，通常采用机器视觉技术和激光雷达等。
第五部分：总结四轴飞行器设计的关键环节包括机械结构设计、电子系统设计和飞行控制算法设计等。
北京大学科技成果——垂直起降的固定翼飞行器
北京大学科技成果——垂直起降的固定翼飞行器
项目简介
本发明为一种可垂直起降、高速平飞的飞行器。
其可以实现垂直起飞和降落，降低了对起飞和降落场地大小的要求。
和目前产品相比，飞行器可在较大速度范围内飞行，在航程、操控性，机动性、可靠性和噪声等方面也具有优势。
应用范围
该飞行器可以作为空中平台，搭载各类设备来实现不同功能，包括但不限于遥感、测绘、勘探、巡检、管网和电力巡线、消防与灾害管理、农林业管理、海上管理、产品交付、应急救援、投放和回收等。
飞行器的载荷、航程可以根据要求进行定制。
可以实现的最大载荷为300公斤；最高巡航速度为300km/h；使用纯电动力的最大航程约300公里，使用混动的最大航程可以超过1000公里。
该飞行器也有望发展成一种空中出租车。
项目阶段
已完成起飞总重12公斤级原理样机的设计、结构样机研制、动力系统垂直起降实验验证。
知识产权相关发明已经申请专利，在审查流程中。
合作方式合作开发、技术许可、技术入股、项目合作。
毕业设计四旋翼飞行器
毕业设计四旋翼飞行器毕业设计四旋翼飞行器近年来，随着科技的不断发展，四旋翼飞行器成为了一个备受关注的话题。
无论是在军事领域还是民用领域，四旋翼飞行器都展现出了巨大的潜力和广阔的应用前景。
作为毕业设计的选题，四旋翼飞行器无疑是一个令人兴奋的选择。
首先，让我们来了解一下四旋翼飞行器的基本原理。
四旋翼飞行器是一种通过四个对称排列的螺旋桨产生升力，从而实现飞行的无人机。
它的优点在于灵活性高、悬停能力强、机动性好等。
这些特点使得四旋翼飞行器在航拍、勘测、救援等领域有着广泛的应用。
在设计四旋翼飞行器时，我们需要考虑多个方面。
首先是结构设计。
四旋翼飞行器的结构设计涉及到机身、螺旋桨、电机等多个部分。
合理的结构设计能够提高飞行器的稳定性和操控性。
其次是控制系统设计。
四旋翼飞行器的控制系统包括飞行控制器、遥控器等。
优秀的控制系统设计能够提高飞行器的飞行性能和安全性。
最后是能源供应设计。
四旋翼飞行器通常使用电池作为能源供应，因此需要考虑电池容量、充电时间等因素，以确保飞行器的续航能力。
在毕业设计中，我们可以选择不同的方向来进行研究。
一方面，我们可以研究四旋翼飞行器的稳定性和控制性能。
通过对控制算法的优化和飞行器结构的改进，提高飞行器的稳定性和操控性，使其能够在不同环境下完成各种任务。
另一方面，我们可以研究四旋翼飞行器的应用领域。
通过对不同应用领域的需求和特点的分析，设计出适应性强、功能多样的四旋翼飞行器，开拓新的应用市场。
当然，在进行毕业设计的过程中，我们也会面临一些挑战。
首先是技术挑战。
四旋翼飞行器涉及到多个学科的知识，如机械设计、电子技术、控制理论等。
我们需要充分利用所学知识，结合实践经验，解决技术上的问题。
其次是资源挑战。
进行四旋翼飞行器的设计和制作需要一定的资金和设备支持。
我们需要合理安排资源，确保毕业设计的顺利进行。
然而，面对挑战，我们更应该看到四旋翼飞行器的巨大潜力。
四旋翼飞行器不仅可以应用于军事、航拍等领域，还可以用于环境监测、物流配送等领域。
四旋翼飞行器原理及实现
四旋翼飞行器原理及实现四旋翼飞行器（Quadcopter）是一种通过四个螺旋桨提供推力来实现垂直起降和水平飞行的飞行器。
它具有灵活性高、悬停稳定和机动能力强等特点，因此在航拍、农业喷洒、抢险救援等领域得到广泛应用。
原理四旋翼飞行器的原理基于螺旋桨提供的升力和扭矩。
四个螺旋桨分别固定在飞行器的四个支架上，两个螺旋桨按照同一方向旋转，另外两个按照相反方向旋转。
通过控制每个螺旋桨的转速，可以实现飞行器的上升、下降、向前、向后、向左、向右的运动。
四旋翼飞行器的飞行控制系统通常由飞控模块、传感器（加速度计、陀螺仪、磁力计）、遥控器和电调等部件组成。
飞控模块接收传感器信息和遥控器指令，经过算法计算得出螺旋桨的转速，从而实现对飞行器的控制。
实现材料准备搭建四旋翼飞行器需要准备以下材料： - 四个无刷直流电机 - 四个螺旋桨 - 电调- 飞控模块 - 电池 - 遥控器 - 机架 - 电子速度控制器搭建步骤1.将四个无刷直流电机安装在机架的四个支架上。
2.安装螺旋桨在每个电机上，确保两个螺旋桨按照同一方向旋转，另外两个按照相反方向旋转。
3.连接电调和电机，确保正确连接。
4.将飞控模块安装在机架上，并连接传感器和电调。
5.安装电池和遥控器，确保电路连接正确。
6.完成搭建后，对四旋翼飞行器进行调试和校准。
飞行控制控制四旋翼飞行器飞行的关键在于飞控系统的控制。
通过遥控器发送指令给飞控模块，调整螺旋桨的转速，可以实现飞行器的姿态控制、高度控制和位置控制。
同时，传感器也可以提供飞行器的姿态信息，帮助飞控系统实时调整螺旋桨的转速，保持飞行器的稳定飞行。
结语四旋翼飞行器的原理和实现涉及到力学、电子、控制等多方面的知识，在搭建和飞行过程中需要仔细操作和谨慎调试。
通过不断学习和实践，可以更好地理解四旋翼飞行器的运作原理，实现更加灵活、稳定的飞行。
愿四旋翼飞行器爱好者们在探索飞行器世界的过程中获得乐趣和成长！。
四轴飞行器的设计概要
四轴飞行器的设计概要概述：四轴飞行器是一种利用四个电动马达驱动的无人机，具有对称的结构并能自由悬浮在空中。
它的设计目标是实现稳定、灵活的飞行以及可靠的操控系统，为各种应用场景提供解决方案。
本文将对四轴飞行器的设计概要进行详细阐述。
一、飞行器结构设计：1.机体结构：四轴飞行器的机体通常采用轻质、坚固的材料，如碳纤维或铝合金等。
机体必须具有足够的刚度和强度，以承受飞行过程中的各种应力。
2.电动马达：四轴飞行器需要四个电动马达，控制器通过电子调速器调节马达的转速，实现四轴飞行器的稳定悬停及各种动作。
3.旋翼设计：旋翼是四轴飞行器实现升力和推力的关键部件，通常采用两个对向旋转的螺旋桨。
旋翼的直径、叶片数、材质和旋转速度等参数需通过模拟和实验确定，以实现飞行器的稳定和高效。
4.重力中心：四轴飞行器的重心位置会直接影响其稳定性和机动性能。
因此，在设计中需要考虑重心位置的合理性，并通过调整机体结构或其他方式来实现飞行器的平衡。
5.电源系统：飞行器所需能量主要依靠电池供应，因此需要设计适合的电池容量和电压。
同时，应考虑电池的充电和更换便捷性，以提高飞行器的续航能力。
二、传感器与控制系统设计：1.姿态传感器：为了实现飞行器的稳定飞行，需要安装姿态传感器，如陀螺仪、加速度计和磁力计等。
通过这些传感器获取飞行器当前的姿态信息，用于控制系统的反馈调整。
2.控制器：飞行器的飞行控制通常由中央控制器实现，该控制器接收传感器反馈的数据，并根据事先编程的算法进行实时计算控制指令。
控制器需要具备快速响应和高准确度，以保证飞行器的稳定性和操控性。
3.通信系统：四轴飞行器通常需要与地面控制站进行无线通信，以接收控制指令和发送飞行数据。
因此，设计中需要考虑通信系统的可靠性和有效传输距离。
三、安全与防护设计：1.碰撞检测与避障：为了保护四轴飞行器及周围环境的安全，可以考虑在飞行器上安装距离传感器或红外线传感器等，用于检测和避免可能的碰撞。
四旋翼飞行器设计资料
四旋翼飞行器的设计查重98%四旋翼微型飞行器是一种以4个电机作为动力装置.通过调节电机转速来控制飞行的欠驱动系统;为了实现四旋翼微型飞行器的自主飞行控制,对飞行控制系统进行了初步设计,并且以C8051F020单片机为计算控制单元,给出了飞行控制系统的硬件设计,研究了设计中的关键技术;由于采用贴片封装和低功耗的元器件,使飞行器具有重量轻、体积小、功耗低的优点;经过多次室内试验,该硬件设计性能可靠,能满足飞行器起飞、悬停、降落等飞行模态的控制要求.一．微小型四旋翼飞行器的发展前景根据微小型四旋翼飞行器发展现状和相关高新技术发展趋势，预计它将有以下发展前景。
1 )随着相关研究进一步深入，预计在不久的将来小型四旋翼飞行器技术会逐步走向成熟与实用。
任务规划、飞行控制、无 G P S 导航、视觉和通信等子系统将进一步健全和完善，使其具有自主起降和全天候抗干扰稳定飞行能力。
它未来的主要技术指标：任务半径 5 k m，飞行高度 1 0 0 m，续航时间 1 h ，有效载荷约 5 0 0 g ，完全能够填补目前国际上在该范围内侦察手段的空白。
2 )未来的微型四旋翼飞行器将完全能够达到美国国防预研局对 M A V基本技术指标的要求。
随着低雷诺数空气动力学研究的深入，以及纳米和 M E MS 技术的发展，四旋翼 M A V必然取得理论和工程上的突破。
它将是一种有 4个旋翼的可飞行传感器芯片，是一个集成多个子系统 ( 导航与控制、动力与能源、任务与通信等子系统) 的高度复杂ME M S系统；不但能够在空中悬停和向任意方向机动飞行，还能飞临、绕过甚至是穿过目标物体。
此外，它还将拥有良好的隐身功能和信息传输能力。
3 )微小型四旋翼飞行器的编队飞行与作战应在未来的战争中，微小型四旋翼飞行器的任务之一将是对敌方进行电子干扰并攻击其核心目标。
单个微小型飞行器的有效载荷量毕竟有限，难以有效地完成任务，而编队飞行与作战不仅可以极大地提高有效载荷量，还能够增强其突防能力。
四旋翼飞行器设计
摘要本设计采用瑞萨R5F100LEA单片机作为主控制器。
超声波传感器实时发送飞行高度数据给主控系统，主控制器通过判断、分析、处理产生控制信号进而控制各个电机，使其在不同的飞行高度具有不同的速度，保证了飞行器在某一高度范围内飞行；主控制器读取MPU6050陀螺仪的数据，通过对采集数据的分析，使飞行器做出相应的姿态调整，来保持飞行器能够平稳飞行；激光传感器能够对白色场地上的黑线进行识别，达到循迹的目的。
本设计通过对飞行控制系统的总体框架设计，实现了飞行控制系统的硬件设计和软件设计，并对设计中的关键技术问题进行了研究，最终实现了四旋翼飞行器的一键启动自主飞行控制。
关键词：R5F100LEA 传感器姿态控制四旋翼飞行器1. 四旋翼自主飞行器简介1.1 结构形式四旋翼飞行器采用四个旋翼作为飞行的直接动力源，旋翼对称分布在机体的前后、左右四个方向，四个旋翼处于同一高度平面，且四个旋翼的结构和半径都相同，旋翼1和旋翼3逆时针旋转，旋翼2和旋翼4顺时针旋转，四个电机对称的安装在飞行器的支架端，支架中间空间安放飞行控制计算机和外部设备。
四旋翼飞行器的结构形式如图 1.1 所示。
图1.1 四旋翼飞行器结构形式1.2 工作原理传统直升机是通过控制舵机来改变螺旋桨的桨距角，从而控制直升机的姿态和位置。
四旋翼飞行器与此不同，是通过调节四个电机转速来改变旋翼转速，实现升力的变化，从而控制飞行器的姿态和位置。
由于飞行器是通过改变旋翼转速实现升力变化，这样会导致其动力部稳定，所以需要一种能够长期保稳定的控制方法。
四旋翼飞行器是一种六自由度的垂直升降机，因此非常适合静态和准静态条件下飞行。
但是四旋翼飞行器只有四个输入力，同时却有六个状态输出，所以它又是一种欠驱动系统。
图 1.2 四旋翼飞行器垂直和俯仰运动四旋翼飞行器结构形式如图所示，电机1和电机3逆时针旋转的同时，电机2和电机4顺时针旋转，因此当飞行器平衡飞行时，陀螺效应和空气动力扭矩效应均被抵消。
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四旋翼垂直起降固定翼飞行器设计作者：匡银虎刘明远石矿林来源：《科技视界》2016年第24期【摘要】四旋翼垂直起降固定翼飞行器兼具多旋翼飞行器和固定翼飞行器的优点，能够垂直起降、定点悬浮，还可以高速巡航飞行，是极具发展潜力的新型飞行器。
以四旋翼与固定翼相结合的总体设计思路，应用AutoCAD和Profili设计软件，经过反复的试验，设计并制作出了能够实现垂直起降功能的模型飞机。
并且通过对APM飞控源码的深入研究，利用Arduino语言编写了飞行器的控制代码，在APM 中新增了垂直起降模式，最终实现了多旋翼与固定翼的转换。
【关键词】模型飞机；垂直起降；APM自驾仪垂直起落技术顾名思义就是飞机不需要滑跑就可以起飞和着陆的技术。
垂直起降飞行器（VTOL，Vertical Take-Off and Landing）能够以零速度起飞/着陆，具备悬停能力，并能以固定翼的方式水平飞行。
它是从50年代末期开始发展的一项航空技术。
当前的研究大多数都集中在对四旋翼飞行器控制系统的设计与改进上，而将四旋翼飞行器与固定翼飞机相结合的研究很少。
本项目希望结合多旋翼和固定翼飞机的特点设计一款具有垂直起降功能的固定翼模型飞机。
此款模型飞机可以实现多旋翼与固定翼飞行模式的相互转换，同时具备直升机垂直起降、空中悬停和固定翼飞机高速巡航的优点。
1 垂直起降飞行器的设计1.1 飞行器总体布局及设计参数1.1.1 气动布局气动布局同飞机外形构造和大部件的布局与飞机的动态特性及所受到的空气动力密切相关。
关系到飞机的飞行特征及性能。
故将飞机外部总体形态布局与位置安排称作气动布局。
简单地说，气动布局就是指飞机的各翼面，如主翼、尾翼等是如何放置的，气动布局主要决定飞机的机动性。
由于常规布局在众多布局中最为成熟，易于设计和后期调试，本项目采用经典的常规布局。
1.1.2 总体布局为了实现垂直起降的功能，我们采用了把四旋翼和常规布局固定翼叠加的方法设计飞行器。
在不影响固定翼气动布局的前提下，将四旋翼的两条纵向的机架与主翼的肋片固定，横向的机架则由主翼的翼梁充当。
与常规四旋翼不同的是，飞行器前方的一对旋翼可以进行70度倾转，用于完成垂直起降和固定翼模式的转换。
且在固定翼模式时后方的一对电机停止工作，以节省电力。
1.1.3 设计参数1.2 飞行器局部结构的设计1.2.1 主翼根据设计的目标参数，希望垂直起降飞行器可以携带一定的载荷，且飞行速度不能太高，为了减轻动力系统重量，阻力也不能太大。
平凸翼型是最佳的选择。
在设计翼型时采用Profili翼型设计软件。
Profili翼型库中的CLARK-Y型翼是平凸翼中最典型的一种，也是航模爱好者们最常用的一款翼型，其最凸出处为弦长20%处。
为了验证CLARK-Y型翼是否适用于垂直起降飞行器，我们对它进行空动力学分析。
首先使用Profili自带的雷诺数计算器计算雷诺数。
雷诺数——空气中运动的物体受到空气的黏性力和惯性力的比，简单解释就是空气分子运动中有质量由速度，遇到物体就会对物体有力产生，同时分子和分子之间的相互作用会有黏黏的感觉。
具体就不赘述，主要参考规律，飞机越大雷诺数越大，受到黏性力的成分越少。
代入飞行器的最大飞行高度100米，最大飞行速度5米/秒，最大弦长20厘米，得出飞行器的雷诺数约为70000。
我们选用的CLARK-Y型翼在机翼迎角达到5度时，升阻比曲线升到最高点，此时机翼拥有最好的升阻特性，符合垂直起降飞行器的实际情况。
同样机翼迎角在5度附近时，CLARK-Y型翼的俯仰力矩最小，此时改变飞行器的俯仰姿态最为容易，也符合垂直起降飞行器的实际情况。
综上，我们可以在飞行器上采用CLARK-Y型翼。
1.2.2 平尾确定水平尾翼的翼型和面积。
水平尾翼对整架飞机来说，也是一个很重要的问题。
水平尾翼和机翼的功能恰恰相反，它是用来产生负升力的，所以它起的作用是抬头力矩，以达到飞机配平的目的。
由此可知，水平尾翼只能采用双凸对称翼型和平板翼型，不能采用有升力平凸翼型。
水平尾翼的面积应为机翼面积的20-25%。
我们选定22%，计算后得出水平尾翼的面积为89100平方毫米。
同时要注意，水平尾翼的宽度约等于0.7个机翼的弦长。
1.2.3 垂尾垂直尾翼是用来保证飞机的纵向稳定性的。
垂直尾翼面积越大，纵向稳定性越好。
当然，垂直尾翼面积的大小，还要以飞机的速度而定。
速度大的飞机，垂直尾翼面积越大，反之就小。
垂直尾翼面积占机翼的10%。
因为垂直起降飞行器飞行速度不高，垂尾的面积可以小一些，我们选择9.8%。
通过计算，垂直尾翼面积应为18200平方毫米。
在保证垂直尾翼面积的基础上，垂直尾翼的形状，随意性较大。
1.2.4 倾转结构倾转结构作为垂直起降飞机模式转换的关键执行部件，是整架飞行器上受力最大的部分。
因此，在尽量控制飞行器空重的前提下必须进行适当的加固。
此处我们采用了机械性能极佳又轻质的碳纤维管作为机架，并且机架两侧的翼肋和这一段的翼梁采用航空层板制作，以减小形变，避免在旋翼倾转过程中机翼被撕裂。
倾转结构上安装了作为飞行器动力的电机和螺旋桨，需要完成使桨平面倾转70度的工作。
我们设计的倾转结构使用舵机作为动力，碳纤维管作为旋转轴，航空层板作为作为主要结构。
1.3 飞行器电子设备的选择1.3.1 飞行器动力系统的选择本次设计采用的执行电机为无位置传感器无刷直流电机，如图6 所示。
相比于传统有刷直流电机，无刷直流电机的可控性强、运行效率高，具有优越的机械特性，并且无位置传感器还减小了电机的复杂程度和飞行器重量。
根据电机厂商提供的数据，Sunnysky X2204无刷电机在搭配GWS8040桨和3S动力电池使用时，最大可以达到420g的拉力。
飞行器在垂直起降模式时，4个电机可以产生约1600g绰绰有余的拉力。
在固定翼模式时，两个电机的拉力也超过了800g，使推重比超过1，大大增强了飞行器的机动能力。
1.3.2 舵机的选择在航模飞机上，舵机一般用于控制各个舵面的角度，以此来改变飞行器的姿态。
本项目除了在舵面上使用舵机，改变飞行模式的旋转结构也需要用到两个舵机。
由于旋转结构所使用的舵机直接与电机座连接，受力非常大，且对旋转角度要求比较精准，所以采用了扭矩较大的金属齿数字舵机。
而由于飞行器的速度低，重量小，对舵面控制要求不高，舵面控制采用了质量较轻，扭矩较小的塑料齿模拟舵机。
2 APM开源飞控的研究2.1 垂直起降模式的编写本项目通过对开源飞控板APM进行自主编程实现了多旋翼与固定翼的转换，我们将它定义为垂直起降模式。
垂直起降模式实现的具体功能分为两部分：1）控制舵机转动，当切换模式时，舵机拉动电机，使其转动70度，螺旋桨与机翼垂直。
切换回来时，过程相反。
2）控制电机转速，当切换模式时，电机转速由当前转速慢速变为0，当切换回来时，电机转速恢复到四轴模式中该电机应有的转速。
为了实现提出的功能，在对飞控源码进行了深入的了解后，我们参考飞控自带固件ArduCopter，并利用Microsoft Visual Studio编写了自定义的垂直起降模式。
编程结束后，为了测试程序的正确性，对各项功能进行了单独的测试和参数的调整，包括固定翼模式、四旋翼模式和过度模式下对电机、舵机的控制。
2.2 实机部分功能测试在初步的测试完成后，此时飞行器的原型机已经制作完成，我们计划进行下一步的实机地面测试。
在这里我们利用到了APM飞控的地面站软件Mission Planner。
APM Planner 2.0是一个开源的地面站应用，可用于基于MAVlink的自动驾驶仪（包括APM和PX4/Pixhawk），可运行在Windows、Mac OSX还有Linux上。
APM2可以让你配置飞机、飞行器、无人车，让它自动驾驶仪协同工作，使其成为自动驾驶载具。
使用APM2可以校准与配置自动驾驶仪，计划与储存任务，还能查看飞行中的实时数据。
设置地面站端口波特率为115200，将APM飞控接上串行端口，并下载好已经编译好的垂直起降程序。
在地面站软件上设置我们写好程序的一些参数，然后将APM安装到实机上，在地面上测试其四旋翼状态的功能，以及旋翼的倾转功能。
地面测试结果显示，飞行器在静态下，各项功能均正常。
2.3 实机验证飞行接下来的实机验证飞行，我们测试了飞行器完成垂直起飞-切换-固定翼模式平飞-切换-垂直降落的全过程。
验证飞行结果显示，飞行器在模式转换过程中，飞行姿态控制较差，出现了失控坠落的情况。
在经过了反复的实验，和对软硬件多次的改进后，飞行器最终可以完成预期的目标。
【参考文献】[1]王岩.倾转四旋翼无人机垂直起降阶段控制系统研究[D].哈尔滨工业大学，2013.[2]樊鹏辉，王新华，蔡开元.可垂直起降、高速前飞的飞行器设计与控制[J].控制理论与应用，2010，09：1171-1177.[3]王冠林，武哲.垂直起降技术及其在无人机上的应用[J].飞航导弹，2006，06：20-25.[4]王冠林，武哲.垂直起降无人机总体方案分析及控制策略综合研究[J].飞机设计，2006，03：25-30.[5]胡镇.倾转定翼四旋翼无人机垂直起降控制系统设计[D].南京信息工程大学，2014.[责任编辑：王伟平]。