飞控设计
飞控系统设计流程
飞控系统设计流程一、需求分析阶段在设计飞控系统之前，首先需要进行需求分析，明确飞行器的类型、飞行任务、性能要求等。
根据飞行器的类型和飞行任务的不同，其对飞控系统的性能要求也会有所差异。
比如直升飞机的飞控系统需要具备快速、精确的姿态控制能力，以应对复杂的飞行任务；而无人机的飞控系统则更注重自主飞行和自动化控制能力。
在需求分析阶段，还需要确定传感器和执行器的种类和数量，以及其安装位置和布局。
传感器主要用于获取飞行器的姿态、位置、速度等信息，执行器则用于实现对飞行器的控制。
选择适合的传感器和执行器是保证飞控系统性能的关键。
二、系统设计阶段在需求分析阶段完成后，接下来就是系统设计阶段。
系统设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
1. 硬件设计硬件设计包括飞控主板、传感器、执行器、电源管理等部分。
飞控主板是整个飞控系统的核心，它负责处理传感器采集到的数据，计算控制指令，并输出给执行器。
传感器对飞控系统的性能有很大影响，常用的传感器包括加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计等。
执行器用于控制飞行器的姿态、推力等参数，常用的执行器包括电动舵机、电动推进器等。
电源管理部分则用于提供系统所需的电源电压和电流。
2. 软件设计软件设计是飞控系统设计中一个非常重要的环节。
飞控软件主要包括传感器数据处理算法、控制算法、导航算法等。
传感器数据处理算法用于对传感器采集到的数据进行滤波、校准等处理，以提高数据的准确性和稳定性。
控制算法用于根据传感器数据计算出控制指令，并输出给执行器，实现对飞行器的姿态、高度、速度等参数的控制。
导航算法用于实现飞行器的定位和导航，以实现自主飞行和避障。
三、系统集成测试阶段系统集成测试是飞控系统设计中的关键阶段，通过系统集成测试可以验证飞控系统的性能和稳定性。
系统集成测试主要包括功能测试、性能测试和可靠性测试。
1. 功能测试功能测试主要是验证飞控系统是否满足设计需求，比如姿态控制精度、飞行稳定性、控制灵敏度等。
无人机飞控系统设计与开发
无人机飞控系统设计与开发一、介绍无人机飞控系统无人机（UAV）是一种不需要搭载人员而能够自主飞行的飞行器。
由于其具备覆盖面广、灵活性高等优点，因此在军事、民用、科研等领域都得到了广泛应用。
无人机飞行离不开飞控系统的支持，它掌握着飞机的动力、定位控制和传感数据处理等关键技术，从而实现飞行安全和目标精确控制。
二、无人机飞控系统的概述无人机飞控系统通常包括传感器、处理器、存储器、数据通信模块和作业设备。
其中，传感器用于感知外部环境，包括加速度计、陀螺仪、罗盘等，处理器用于运算和控制，存储器则是数据的缓存和存储。
由于无人机需要与人类进行通信，因而数据通信模块也是必不可少的组成部分。
作业设备则依据无人机的实际用途不同而有所差异，例如军用无人机可能装配炸弹和导弹等武器，而民用无人机则主要用于航拍、作物保护等领域。
三、无人机飞控系统设计与开发的关键技术1、传感器选择和定位传感器是无人机飞控系统必不可少的核心组成部分之一。
传感器的选择直接影响系统的性能和稳定性。
由于无人机搭载传感器需满足体积小、重量轻、性能可靠等要求，因此传感器的选择和定位需要经过仔细的考虑和配合。
比较常用的传感器有加速度计、陀螺仪、罗盘、气压计等。
2、信息传输信息传输模块是在飞行途中向地面控制中心传输各种数据的设备。
由于无人机的高速飞行速度和长时间稳定飞行的要求，只有采用高效的数据传输技术，才能保证及时且准确地传递数据。
常用的数据传输技术主要包括无线电波以及蓝牙等短距离无线传输技术。
3、控制器设计控制器是无人机飞控系统的核心部分，其主要特点是强大的运算能力和高度自动化。
控制器可以将传感器探测到的数据进行计算和处理，并产生控制指令，将其传达给飞行器的各项部件。
控制器种类繁多，智能控制器、模糊控制器、PID控制器等都常被应用于无人机飞控系统设计中。
4、程序设计飞控系统的程序设计包括上位机程序和下位机程序两个部分。
上位机程序主要处理PC机或其他设备与飞行器之间的数据传输和控制调度，下位机程序则针对飞机的各项控制任务进行编程，以实现稳定、精准的控制。
固定翼无人机飞控系统设计与控制策略优化
固定翼无人机飞控系统设计与控制策略优化随着无人机技术的不断发展，固定翼无人机在农业、航空摄影、快递运输等领域的应用越来越广泛。
而作为无人机的“大脑”，飞控系统的设计和控制策略的优化对于固定翼无人机的飞行稳定性和飞行性能至关重要。
本文将对固定翼无人机飞控系统设计和控制策略优化进行探讨，并提出一些改进的方案。
飞控系统是固定翼无人机的核心组成部分，它负责控制无人机的飞行姿态和飞行路径。
通常，飞控系统包括传感器、数据处理单元和执行器三个主要部分。
在固定翼无人机中，传感器主要用于获取飞行过程中需要的参数，如飞行姿态、飞行速度等。
常见的传感器包括陀螺仪、加速度计、气压计等。
传感器可以通过接口与数据处理单元进行通信，将获取到的各项参数传递给数据处理单元。
数据处理单元是飞控系统的核心部分，它负责对传感器采集到的数据进行处理和分析，从而控制飞机的飞行姿态和飞行路径。
数据处理单元通常由微处理器或微控制器组成，通过算法和控制逻辑来实现飞行控制。
执行器是飞控系统中的输出部分，它负责按照数据处理单元的指令执行相应的动作，如调节舵面、改变电机转速等。
执行器的性能直接影响到无人机的飞行能力和稳定性。
在进行固定翼无人机飞控系统设计时，需要考虑以下几个关键因素：首先是传感器的选择和布局。
不同的传感器在测量精度、响应速度和重量等方面存在差异，因此需要根据实际需求选择适合的传感器，并合理布局，以确保获取到准确可靠的参数。
其次是数据处理算法的设计与实现。
飞控系统需要根据传感器采集的数据进行姿态控制和轨迹规划等计算，因此需要设计高效稳定的数据处理算法。
常用的算法包括PID控制、Kalman滤波、模糊控制等，可以根据具体情况选择合适的算法。
另外，飞行控制策略的优化也是固定翼无人机飞控系统设计中的重要环节。
传统的控制策略通常是基于经验和手动调整的，但这种方法在复杂环境下往往效果不理想。
因此，研究人员提出了一些自适应控制和强化学习等方法，通过机器学习的手段来优化飞行控制策略，提高无人机的飞行性能和安全性。
基于STM32单片机的无人机飞行控制系统设计
基于STM32单片机的无人机飞行控制系统设计无人机作为一种具备广泛应用前景的航空设备，已经成为现代社会中重要的技术体系。
其广泛的应用领域包括军事侦察、农业植保、物流运输、灾害勘测等。
然而，无人机的飞行控制系统是实现其稳定飞行和完成任务的关键所在。
本文将介绍使用STM32单片机开发的无人机飞行控制系统设计。
首先，我们需要明确无人机飞行控制系统的基本构成。
无人机的飞行控制系统主要包括飞控主板、传感器模块、电机驱动模块和通信模块。
其中，飞控主板是无人机飞行控制系统的核心，它负责接收传感器采集的数据、处理算法逻辑并输出控制信号。
传感器模块用于采集无人机周围环境的信息，如加速度、角速度和磁场等数据。
电机驱动模块用于控制无人机的电机转速，实现飞行控制。
通信模块用于与地面控制站或其他无人机进行数据通信和指令传输。
在无人机飞行控制系统设计中，我们选择STM32单片机作为飞控主板的核心处理器。
STM32单片机具备性能强大、低功耗和丰富的外设资源等特点，非常适合用于实现复杂的飞行控制任务。
在传感器模块的选择上，我们需要考虑无人机飞行过程中所需的各种数据信息。
常用的传感器包括加速度计、陀螺仪、磁力计和气压计等。
在本设计中，我们选择了高精度的MEMS传感器，通过I2C或SPI接口与STM32单片机进行通信，实时采集并传输数据。
为了控制无人机的电机转速，我们需要使用电机驱动模块。
通常情况下，每个电机对应一个电机驱动模块。
在本设计中，我们选择了高性能的无刷电机驱动器。
这种驱动器具备高效率、高负载承载能力和稳定性好的特点，能够满足无人机的飞行控制需求。
与地面控制站或其他无人机进行数据通信和指令传输是无人机飞行控制系统的重要功能之一。
为了实现无线通信，我们选择了常用的无线模块，如蓝牙、Wi-Fi或者射频模块。
这些模块可以与STM32单片机进行串口通信，实现与地面控制站的数据交换和指令传输。
除了硬件设计之外，软件设计也是无人机飞行控制系统的关键部分。
无人机飞控设计
基于DSP的无人飞行器飞行控制系统设计关键字：DSP无人飞行器飞行控制TMS320F28121引言随着科技的发展以及军事战略思想的转变，无人飞行器在军事、民用领域具有广泛的应用前景和极其重要的现实意义。
各国正在研制和开发各种性能独特的无人飞行器，改造的核心就是飞行控制系统。
DSP以其丰富的指令系统、高速高精度的运算能力及丰富的片内外设资源等优势，为飞控系统的发展提供了一个很好的平台。
本系统选用的TMS320F2812(以下简称F2812)是TI公司开发的一款32位DSP芯片，采用高性能静态CMOS技术，工作主频可达150M ips。
片内集成了128K字的FLASH存储器，方便实现软件升级;还集成了丰富的外围设备，如:采样频率高达12.5M IPS的12位16路A/D转换器，两个面向电机控制的事件管理器和多种标准串口通信外设。
在此基础上设计出一种高精度、扩展性强、小型化和低成本的新型飞行控制系统。
2硬件系统方案要求和设计基于DSP的飞控系统硬件设计，关键在于系统的整体方案设计。
接口设计是一个重要环节，将直接影响系统的性能。
为了减轻系统的负担，外部输入信号用中断方式读入，信号输入输出时要考虑抗干扰性。
充分考虑TMS320F2812的片内资源以及系统的接口要求，仅需对DSP芯片进行少量的外部接口扩展，即可满足飞控系统所有功能和未来扩展性的要求。
同时由于系统的输入逻辑量较多，采用A ltera公司CPLD芯片EPM7128，完成数据处理和逻辑运算功能，以减少控制电路的体积，增加系统的可靠性，实现对控制系统各单元状态的监视和控制。
系统整体方案设计如图1所示。
以下将从系统各模块的实现加以说明。
3硬件实现3.1模拟信号接收模拟信号经过信号调理模块输入，A/D转换选择12位逐次逼近A/D转换器AD1*，其片内含有三态输出缓存电路和高精度参考电压源与时钟电路，自带采样保持器。
本设计采用的连接方式如图2所示，使AD I*工作在全控模式下。
小型无人机飞控系统设计
小型无人机飞控系统设计随着无人机技术的迅速发展，小型无人机在各个领域的应用越来越广泛。
然而，要实现小型无人机的稳定飞行并不容易，这需要设计一套精良的飞控系统。
本文将详细探讨小型无人机飞控系统的设计，旨在实现无人机的稳定飞行。
在小型无人机飞控系统的设计中，首先需要明确设计目标。
飞控系统的目标是根据无人机的实时状态和外部环境因素，通过调整各种参数，保证无人机的稳定飞行。
为了达到这一目标，我们需要选择合适的技术方案。
目前，应用于小型无人机飞控系统的技术主要包括：比例-积分-微分（PID）控制、卡尔曼滤波、神经网络等。
其中，PID控制是一种经典的控制算法，它通过调节系统的误差信号，实现对无人机姿态、位置等参数的精确控制。
而卡尔曼滤波则是一种基于统计学的控制算法，它通过预测无人机的状态，实现对无人机状态的精确估计。
神经网络作为一种人工智能技术，通过训练大量数据，实现对无人机状态的智能预测和控制。
在选择技术方案后，我们需要使用编程语言编写飞控系统的程序。
常用的编程语言包括C++、Python等。
在编写程序的过程中，我们需要将各种算法和控制器集成到程序中，以便实现对无人机状态的实时监控和调整。
调试和测试是飞控系统设计的重要环节。
在调试过程中，我们需要不断调整各种参数，以保证系统达到稳定状态。
同时，我们还需要进行各种测试，包括系统功能测试、性能测试、安全测试等，以确保飞控系统的可靠性和稳定性。
在进行系统仿真的过程中，我们首先需要建立小型无人机飞控系统的数学模型。
数学模型可以帮助我们更好地理解无人机的动态特性和控制系统的行为。
然后，我们选择合适的仿真工具，如MATLAB、Simulink 等，根据数学模型建立仿真实验。
在仿真实验中，我们可以通过改变不同的参数，如控制器的增益、滤波器的参数等，来观察无人机飞行的表现。
通过对比不同参数下的仿真结果，我们可以对飞控系统的性能进行分析和评估，找出最优的参数设置。
同时，仿真实验也能够帮助我们预测在实际环境中无人机飞行的表现，为后续的实际飞行实验提供参考。
飞控系统的设计与仿真
飞控系统的设计与仿真随着航空技术不断发展，飞控系统在民用飞行器中的应用越来越广泛。
飞控系统是飞行器的大脑，它能够通过传感器感知飞行器的状态，根据飞行器当前状态和飞行任务的要求，计算出最优的控制指令，驱动飞行器完成各种飞行动作。
飞控系统的性能和可靠性直接影响到飞行器的飞行质量和安全性。
因此，飞控系统设计是民用飞行器研发的重要环节之一。
飞控系统的设计可以分为硬件设计和软件设计两个方面。
硬件设计主要包括飞控板、传感器和执行机构等部分。
传感器用于感知飞行器的状态，包括角速度、加速度、气压等参数。
执行机构则负责控制飞行器运动，包括电机、舵机等。
而飞控板则是将传感器和执行机构连接起来，接收传感器采集的数据和控制指令，进行数据处理和计算，并向执行机构发送控制信号。
同时，在飞控系统设计中，软件设计也不可忽视。
飞控系统的软件设计主要包括算法设计和程序编写两个方面。
算法设计是指根据飞行任务要求，选择合适的控制算法，并通过调试和优化来达到最佳控制效果。
程序编写则是将控制算法翻译成计算机可执行的代码，并通过模拟器和实验验证来检验和调试程序。
软件设计相比硬件设计具有更高的灵活性和可拓展性，“半年搬一次板子，一天不改程序”的说法正彰显着硬件和软件之比重不断改变的情形。
如果要设计一款优秀的飞控系统，需要考虑的因素有很多。
首先，飞控系统的响应速度和控制精度是非常关键的。
在民用飞行器的应用中，特别是需要高精度、高速运动时，响应时间和控制精度都会影响到飞行器的飞行性能和安全性。
其次，飞控系统的容错性和可靠性也是非常重要的因素。
不同于手机和智能家居等应用，一款飞控系统的失效可能会导致飞行器失去控制而造成重大事故，容错性和可靠性的设计必须严谨谨慎，通常需要实现多重备份和冗余设计。
第三，硬件和软件的协同工作也是非常关键的。
飞控系统的硬件和软件相辅相成，僵硬的硬件设计难以适应软件的高度可扩展性而软件不得不很大程度上退避设计。
因此，工程师需要对硬件和软件的设计进行综合考虑，实现系统组成部分的最优匹配，同时符合飞行器飞行需求和性能指标。
飞控系统的设计与实现
飞控系统的设计与实现第一章绪论飞控系统是无人机重要的控制系统之一，负责控制飞行器的方向、姿态、高度等参数，在飞行中保证飞行器安全、稳定地完成各项任务。
本文将对飞控系统的设计与实现进行详细的介绍。
第二章飞控系统的结构飞控系统的结构包括硬件结构和软件结构两部分。
硬件结构包括传感器模块、信号调理模块、计算模块和执行模块。
软件结构包括底层固件、中间件和应用程序。
传感器模块是飞控系统的核心部分，能够感知飞行器当前的姿态、方向和高度。
主要包括加速度计、陀螺仪、磁力计和气压计等模块。
信号调理模块负责将传感器的输出信号进行滤波、去噪和校准等处理，以确保传感器模块输出的数据准确可靠。
计算模块是飞控系统的控制中心，负责运算和控制逻辑的处理。
该模块集成了处理器、存储器和外部接口，可以接收传感器模块输出的数据，然后进行分析、计算和控制。
执行模块是飞行器的执行机构，主要负责控制飞行器的运动，包括电机、舵机等组件。
底层固件主要负责控制硬件的初始化和引导作用，为软件提供底层的硬件接口。
中间件是软件结构中的核心部分，负责采集和处理传感器的数据，计算飞行器的姿态和位置，并进行动态控制。
应用程序则是用户系统的入口，提供飞控系统的控制界面和任务执行功能。
第三章飞控系统的工作原理飞控系统的工作原理主要分为传感器数据采集、数据处理、导航控制和飞行执行四个部分。
传感器数据采集模块通过传感器模块采集当前姿态、方向和高度等数据，然后将数据传送给信号调理模块进行滤波、去噪和校准等处理。
数据处理模块将信号调理模块输出的数据进行计算和处理，得出飞行器的姿态、位置和速度等信息。
此外，还根据飞行控制算法进行运算和反馈控制。
导航控制模块通过计算飞行器的位置和速度，确定下一步的飞行方向和轨迹，并通过控制执行模块来实现飞行器的运动。
飞行执行模块是飞行器的执行机构，它通过控制电机、舵机等组件来实现飞行器的转向、前进、加速等功能。
第四章飞控系统的设计飞控系统的设计是一个复杂的过程，需要考虑诸多因素。
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四旋翼飞控系统设计文档第一章绪论1.1研究背景任何由人类制造、能飞离地面、在空间飞行并由人来控制的飞行物，称为飞行器。
在大气层内飞行的飞行器称为航空器，如气球、滑翔机、飞艇、飞机、直升机等。
它们靠空气的静浮力或空气相对运动产生的空气动力升空飞行。
飞行器不仅广泛应用于军事，在民用领域的作用也在增加，机载GPS 和MEMS(Micro- Electro-Mechanical Systems)惯性传感器的飞行器甚至可以在没有人为控制的室外环境中飞行，也就是大家所熟知的无人机，。
因此国内外研究人员对飞行器进行了大量研究。
对飞行器的研究目前主要包括固定翼、旋翼及扑翼式三种，而我们所研究的四旋翼飞行器在布局形式上属于旋翼的一种，相对于别的旋翼式飞行器来说四旋翼飞行器结构紧凑，能产生更大的升力，而且不需要专门的反扭矩桨保持飞行器扭矩平衡。
四旋翼飞行器能够垂直起降，不需要滑跑就可以起飞和着陆，从而不需要专门的机场和跑道，降低了使用成本，可以分散配置，便于伪装，对敌进行突袭和侦察。
四旋翼飞行器能够自由悬停和垂直起降，结构简单，易于控制，这些优势决定了其具有广泛的应用领域，在民用，医疗，军事等领域都有着无限的潜力。
在民用领域，它可以进行航拍，以得到在地面难以测量和计算的数据；在医疗领域，四旋翼直升机可以进入普通地面机器人难以到达的地区进行搜救等活动，最大程度的避免人员财产损失；在军用方面，四旋翼直升机可以作为侦查使用，它飞行灵活，稳定，同时，若在四旋翼直升机上增加其他机械装置，则可以利用它完成更加复杂和重要的任务。
然而，作为一个MIMO 非线性系统，四旋翼飞行器输入变量与输出变量之间的耦合作用、时变非线性的动力学特征、系统本身的不确定性及外部的干扰等的引入，使得系统的控制问题变得十分复杂。
如何能够设计出有足够的飞行动力并且具有良好稳定性的控制系统，是四旋翼飞行器如今面临的主要问题，这也使得强大而又易于控制的发动机和控制飞行器协调工作的控制系统成为四旋翼飞行器设计的关键。
近几年来，国外一些知名研究机构扩展了四旋翼飞行器的研究领域，希望其在无GPS 信号的室内环境中可以利用一些特定的传感器数据进行导航，所以拥有一个稳定的飞控系统是非常必要的，而国内对于四旋翼飞行器飞控系统的研究起步较晚，一些稳定的飞控系统都被商品化，我们不能对其根据自己的需求进行修改，这给我们的研究带来很多的不便，因此我们需要开发一款属于自己的飞控系统。
1.2 国内外研究现状MD4-200 是德国microdrones 公司研发的微型无人飞行器，机体和云台完全采用碳纤维材料制造，这种材料拥有更轻的重量和更高的强度，也使MD4-200具有抗电磁干扰的能力。
飞行时间不低于20 分钟。
MD4-200 的核心是AAHRS（姿态、高度及航向参考系统），集成了加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计、湿度计、温度计等多种高精度传感器和卓越的控制算法，md4-200的操控因而变得非常简单。
可制定飞行航线规划，让飞行器按照预设的航线自动飞行。
采用选配的GPS 系统能够实现空间位置锁定与自动航点导航功能，还可以选择以microSD 卡作为记录器的飞行记录仪来实时记录和分析飞行数据，所有重要的飞行数据都可以下载到数据中心，包括电池状态、高度、姿态、位置、飞行时间等，用于航后的数据分析。
MD4-200 还具有安全保护措施以避免坠毁，它能够在电量不足和失去控制信号时自主降落。
OS4是瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)自动化系统实验室开发的一种电动小型四旋翼飞行器(S.Bouabdallah, R.Siegwart,2007)，研究的重点是机构设计方法和自主飞行控制算法，目标是要实现室内和室外环境中的完全自主飞行。
该项目进行了两个阶段的研究。
已经分别基于多种控制算法（例如：PID、LQ、Backstepping、Sliding-mode），实现了飞行器姿态控制。
2006年 1 月EPFL 已经实现了OS4Ⅱ在室内环境中基于惯导的自主悬停控制。
麻省理工学院（MIT）计算机科学和人工智能实验室Robust Robotics Group开发了一种微型四旋翼飞行器(R.He,S.Prentice,N.Roy,2008)，安装北阳（Hokuyo）的激光测距仪、地平面传感器、摄像机，组成了“激光测距+视觉”的自主飞行系统。
它既没有安装GPS 也没有安装惯性导航装置，因为对于微型飞行器而言，惯性导航装置成本高昂、体积大和质量重。
这种微型四旋翼飞行器利用机载的激光测距仪估算自身的相对位置、偏航角和高度信息；利用机载激光扫描仪和照相机用于环境感知、重建并规划飞行、建立自身在环境地图中的映射和确立明确的飞行路径以在室内狭小的空间和存在GPS 盲区的区域安全稳健的自主飞行。
Kinect Quadrocopter MIT 是麻省理工学院Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory 和Robotics and States Estimation Laboratory 合作研制的。
在四旋翼飞行器上安装Kinect，使四旋翼能够完全自主3D 地图映射(3-Dmapping)和飞行。
采用SLAM (Simultaneous Localization And Mapping)算法构建环境模型，并使用Kinect 传感器采集数据信息。
SLAM 地图映射使得飞行器还能够在GPS 盲区(如室内、密集的城市环境等)自主飞行执行任何和进行远程控制(A.Bachrach,R.He,N.Roy,2009a，A.Bachrach,R.He,N.Roy,2009b)。
这对于四旋翼4DraganFlyer X4 是Draganfly Innovation Inc.设计的一种超级遥控摄像飞机，具有惊人的性能和良好的稳定性，它轻便小巧易于携带，质量为680g，最大长度约77.5cm，有效载荷为250g。
可用来测量、工业测绘、军事侦察、空中摄影等；机载高性能处理器可以运行数千行代码并且接收传感器（三个加速度计，三个陀螺仪，一个气压传感器）输出的信息并加以处理。
操作者使用手持式控制器可以控制它飞行的方向、速度大小，也可以调整飞行的高度。
可以做到自动平衡，该项目由Office of Naval Research 和ArmyResearch Office 资助，具有明显的军事用途。
AR.Drone 直升飞机是法国派诺特（Parrot）公司开发的一款飞行器，AR.Drone类似于一款无人驾驶直升机，拥有四个独立旋翼，操作员可以使用iPad、iPhone、和iPod Touch 上的软件对其进行飞行控制操作。
由于整个飞机的操作都是基于飞机自身发出的Wi-Fi 信号，因此操控距离可达50 米。
该飞行器的下方还加装有重力感应装置、陀螺仪、机械控制芯片等部件，利用智能飞行技术可以纠正风力和其他环境误差，平衡AR.Drone 的飞行速度和角度。
这款航模的驾驶舱前部安装有一个摄像头，可以将第一人称视角的画面通过Wi-Fi 信号传回iPad(或iPhone、iPod Touch)，这样就能在iPad 上看到逼真的模拟驾驶舱画面，而Parrot公司还提供有SDK，游戏开发者可以针对该产品设计开发虚拟空战游戏。
1.3 国内外现有的四旋翼飞控系统1.4 文档主要内容设计四旋翼飞行器需要综合很多方面，例如设计飞行器结构、选择合适的传感器件和有效的控制算法等等。
本文的主要任务是实现四旋翼飞行器完整控制系统的设计，包括实验用飞行器模型硬件部分及软件部分设计，系统的动力学建模，姿态解算原理及实现，基于动力学模型的控制器设计，最终还要完成装置的调试和飞行实验。
具体研究内容分为以下几个部分：(1) 系统硬件设计。
通过分析四旋翼飞行器的飞行原理，确定结构模块化的硬件设计思路，分别进行系统控制模块、PWM驱动模块、IMU(惯性测量)模块和遥控器信号捕捉模块硬件原理的分析和实物电路的设计。
(2) 结合四旋翼飞行器的硬件结构，进行软件编程部分的工作。
按照四旋翼飞行器的飞行原理和控制特性进行系统飞行控制主程序以及各模块软件编程。
(3) 对四旋翼飞行器系统的控制方法进行研究，根据飞行原理进行动力学建模，并完成系统控制器的设计。
(4) 系统调试和实验结果分析。
首先对系统的各个模块进行相关调试和检测，然后组装模型，进行四旋翼飞行器实物系统的飞行实验，验证理论设计方案的合理性。
第二章四旋翼飞控系统硬件平台搭建2.1 四旋翼飞行器飞行原理图2-1 四旋翼模型图四旋翼飞行器故名思议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，如图2-1，四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。
四旋翼飞行器和典型的传统直升机不同，直升机配备有一个主转子和一个尾浆。
他们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，这样会导致其动力不稳定，所以需要一种能够长期确保稳定的控制方法。
图2-2 四旋翼飞行器飞行原理图四旋翼飞行器是一种六自由度的垂直起降机，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。
因为电机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，所以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。
四旋翼典型的控制模式有两种，即“十”模式和“X”模式，如图2-2是“十”模式控制原理图，图a)中表示的是1号电机转速比3号电机快，这飞行器会向后方运动，同理图b)中3号电机转速比1号电机转速快，则飞行器向前方运动，图c)和图d)表示的是飞行器向左右运动的控制原理图，图e)和图f)表示的是飞行器上下运动的控制原理图，当四个电机转速同时增大时飞行器会上升，同时减小时飞行器会下降。
图g)和图h)表示的是飞行器偏航方向的控制原理图，当1号和3号电机转速比2号和四号转速快时，飞行器会逆时针旋转，同理增加2号和4号电机的转速，飞行器会顺时针旋转。
四旋翼的另外一种控制模式是“X”模式，和“十”模式控制方式相比只有在前后和左右方向上不同，而垂直方向和偏航方向控制完全相同。
“X”模式下左右运动依靠左右两对电机的转速差控制，前后运动依靠前后两对电机的转速差控制。
本实验室开发的飞控系统基于的是“X”模式。
2.2 四旋翼飞控系统硬件平台设计2.2.1 设计目标本实验室所设计的四旋翼飞控系统的目标是设计出一套完整的四轴飞行器飞行控制系统，并利用硬件和软件实现设计的控制系统，从而实现我们的控制目标，期望通过该飞行控制系统可以让四旋翼飞行器在近地环境下，通完成垂直起降、悬停等动作，并在对其施以外界干扰时能自动调节迅速恢复到平稳状态，最后能在此基础上通过暴力测试。