五、飞行器悬停训练
一、活动目标
1、操控飞行器在一定高度的半空悬停
2、控制飞行器在有风力变动的情况下悬停
二、活动地点
小绿楼
三、活动准备
航模器材（直升机和四轴飞行器）
四、注意事项及参考资料
前面说的只是在做跳离地面瞬间的调整控制，那么接下来要渐渐拉长机体悬浮在空中的时间，并在此同时试着去操作控机体的飞行动作，除了刚才的油门控制之外，副翼，升降舵，尾舵的动作更要去尝试控制，观察反应情况。如果机体往前飞的话，就扳升降舵的摇杆向下（上舵）。反之，就推摇杆向上（下舵）。如果是往左飞，就扳副翼摇杆向右。反之，就扳向左边。又如果尾舵往左跑，就扳摇杆向右。反之。则扳摇杆向左。
当时间在渐渐拉长，飞行高度渐渐升高的同时，也就是您学会直升机飞行的最基本飞行技术：停息。
五、活动流程
1、操纵飞行器抵挡风力的干扰
2、尝试将飞行器的高度控制在一定范围内
3、尝试稳定飞行器，缩小晃动范围。
4、控制油门和方向稳定，实现悬停。
承载科技放飞梦想 ----池溪中学手掷纸飞机活动方案 一、活动目的： 为了丰富校园生活，张扬学生的个性，培养学生学科学、用科学的兴趣，提高动手能力，特搭建学生展示自我的舞台，学校在科技月里特举办一场“手掷纸飞机比赛”，放飞同学们的梦想! 二、活动介绍及主题： 活动介绍：手掷纸飞机，指以手掷模型升空，由空气作用在保持不变的翼面上而产生升力的模型。（使用比赛指定器材）活动主题：“承载科技放飞梦想” 口号：直冲彩云端放飞科技梦 三、比赛项目： 手掷纸飞机模型直线距离。（7-9年级） 四、参赛规则： 1、制作纸折飞机模型时，纸张只能折叠，不能撕、胶粘、剪、 订、悬挂重物。每个项目纸折飞机模型在15分钟内完成制作。 且纸张（A4纸）由学校赛前统一提供，自带纸张不得参赛。 2、参赛选手须在规定比赛场地内进行制作和投掷比赛，比赛不 设助手。 3、参赛选手在投掷纸折飞机模型时不得跨线，越过起点线者， 成绩无效。 4、留空比赛的竞赛时间为从模型出手计时到模型首次落地停时。
直线距离比赛的竞赛成绩为模型最终落地的位置到原点的直 线距离。 5、每名选手参加一个项目，每个项目飞行2次，取其中成绩最 好一次作为比赛成绩。 五、比赛时间和地点： 时间：待定。 地点：池溪中学操场 六、参赛方法： 1、学校举办校级竞赛，选优秀选手参加县级竞赛。 2、班级统一组织报名，组成代表队参赛，报名表中班级名称务 必写上。 七、奖励方法： 1、团体成绩按年级设一等奖1名，二等奖1名，每个项目的团 体均以2男、2女各单项成绩之和来计算。 2、个人成绩：每个年级按男子组和女子组选出一个纸飞机王。 3、以班级为单位设“优秀组织奖”。 八、报名： 以班级为单位组队参赛，每班4名（2男2女）学生。 本次比赛统一模型材料，班主任老师组织报名。各班要重视此项工作，本着学生自愿参加的原则，认真组织有能力的学生参与此项科技活动。 九、人员分工：
四轴飞行器运动分析 一、飞行原理 四轴飞行器的结构形如图所示，其中同一对角线上的电机转向应该相同，不同对角线上的电机转向应该相反。这样，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。 与传统的直升机相比，四旋翼飞行器有下列优势：各个旋翼对机身所施加的反扭矩与旋翼的旋转方向相反，因此当电机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，可以平衡旋翼对机身的反扭矩。四旋翼飞行器在空间共有6个自由度（分别沿3个坐标轴作平移和旋转动作），这6个自由度的控制都可以通过调节不同电机的转速来实现。其基本运动状态可分为： （1）垂直运动； （2）俯仰运动； （3）滚转运动； （4）偏航运动； （5）前后运动； （6）侧向运动；
下面将逐个说明飞行器的各种飞行姿态： 垂直运动——在图中，因有两对电机转向相反，可以平衡其对机身的反扭矩，当同时增加四个电机的输出功率，旋翼转速增加使得总的拉力增大，当总拉力足以克服整机的重量时，四旋翼飞行器便离地垂直上升；反之，同时减小四个电机的输出功率，四旋翼飞行器则垂直下降，直至平衡落地，实现了沿z轴的垂直运动。当外界扰动量为零时，在旋翼产生的升力等于飞行器的自重时，飞行器便保持悬停状态。保证四个旋翼转速同步增加或减小是垂直运动的关键。 俯仰运动——在图（b）中，电机1的转速上升，电机3的转速下降，电机2、电机4的转速保持不变。为了不因为旋翼转速的改变引起四旋翼飞行器整体扭矩及总拉力改变，旋翼1与旋翼3转速该变量的大小应相等。由于旋翼1的升力上升，旋翼3的升力下降，产生的不平衡力矩使机身绕y轴旋转（方向如图所示），同理，当电机1的转速下降，电机3的转速上升，机身便绕y轴向另一个方向旋转，实现飞行器的俯仰运动。
四轴（1）-飞行原理 总算能抽出时间写下四轴文章，算算接触四轴也两年多了，从当初的模仿到现在的自主创作经历了不少收获了也不少。朋友们也经常问我四轴怎么入门，今天就简单写下四轴入门的基本知识。尽量避开专业术语和数学公式。 1、首先先了解下四轴的飞行原理。 四轴的一般结构都是十字架型，当然也有其他奇葩结构，比如工字型。两种的力学模型稍微有些不一样，建议先从常规结构入手（其实是其他结构我不懂）。 常规十字型结构其他结构 常规结构的力学模型如图。 力学模型 对四轴进行受力分析，其受重力、螺旋桨的升力，螺旋桨旋转给机体的反扭矩力。反扭矩影响主要是使机体自旋，可以想象一下直升机没有尾桨的情况。螺旋桨旋转时产生的力很复杂，
这里将其简化成只受一个升力和反扭矩力。其它力暂时先不管，对于目前建模精度还不需要分析其他力，顶多在需要时将其他力设为干扰就可以了。如需对螺旋桨受力进行详细研究可以看些空气动力学的书，推荐两本， 空气螺旋桨理论及其应用（刘沛清，北航出版社） 空气动力学基础上下册（徐华舫，国防科技大学） 网易公开课：这个比麻省理工的那个飞行器构造更对口一些。 荷兰代尔夫特理工大学公开课：空气动力学概论 以上这些我是没看下去，太难太多了，如想刨根问底可以看看。 解释下反扭矩的产生： 电机带动螺旋桨旋转，比如使螺旋桨顺时针旋转，那么电机就要给螺旋桨一个顺时针方向的扭矩（数学上扭矩的方向不是这样定义的，可以根据右手定则来确定方向）。根据作用力与反作用力关系，螺旋桨必然会给电机一个反扭矩。 在转速恒定，真空，无能量损耗时，螺旋桨不需要外力也能保持恒定转速，这样也就不存在扭矩了，当然没有空气也飞不起来了。反扭矩的大小主要与介质密度有关，同样转速在水中的反扭矩肯定比空气中大。 因为存在反扭矩，所以四轴设计成正反桨模式，两个正桨顺时针旋转，两个反桨逆时针旋转，对角桨类型一样，产生的反扭矩刚好相互抵消。并且还能保持升力向上。六轴、八轴…类似。 我们控制四轴就是通过控制4个升力和4个反扭矩来控制四轴姿态。 如力学模型图，如需向X轴正方向前进，只需增加桨3的转速，减少桨1的转速，1、3桨的反扭矩方向是一样的，一个加一个减总体上来说反扭矩没变。此时飞机已经有向X轴方向的分力，即可前行。 如需向X轴偏Y轴45°飞行，那么增加桨2、3的转速，减少桨1、4的转速，即可实现。 如果将X正作为正前方，那么就是”十”模式，如果将X轴偏Y45°作为正前方向，那就是”×”模式。理论上这两种都可以飞行，”十”模式稍微比”×”模式好计算，但是”十”模式不如”×”模式灵敏。 四轴如需向任意方向飞行只需改变电机的转速，至于电机转速改变的量是多少，增量之比是多少就需要算法了。对于遥控航模，不需要知道具体到度级别的方向精度，飞行时手动实时调节方向即可。 四轴除了能前后左右上下飞行，还能自旋，自旋靠的就是反扭矩，如需顺时针旋转，只需增加桨1、3转速，减少2、4转速，注意不能只增加桨1、3而不减少2、4，这样会造成总体升力增加，飞机会向上飞的。 理想情况下，四轴结构完全对称，电机转速一样，飞机就可以直上直下飞行。但事实和理想还是有差距的，不存在完全对称的结构，也没有完全一样的电机螺旋桨。所以需要飞控模块进行实时转速调节，这样才能飞起来，不像直升机，螺旋桨加速就能飞。 2、分析完飞行原理，接下来分析四轴飞行器系统的主要部件。
承载科技放飞梦想 ----手掷纸飞机活动方案 一、活动目的： 为了丰富校园生活，张扬学生的个性，培养学生学科学、用科学的兴趣，提高动手能力，特搭建学生展示自我的舞台，学校在科技月里特举办一场“手掷纸飞机比赛”，放飞同学们的梦想! 二、活动介绍及主题： 活动介绍：手掷纸飞机，指以手掷模型升空，由空气作用在保持不变的翼面上而产生升力的模型。（使用比赛指定器材） 活动主题：“承载科技放飞梦想” 口号：直冲彩云端放飞科技梦 三、比赛项目： 手掷纸飞机模型直线距离。（1-6年级） 四、参赛规则： 1、各项模型竞赛必须使用大会指定的模型参赛。每架模型只能由装配制作者一人用于参加比赛。 2、竞赛前15分钟静场，停止调试模型，检录点名。经三次点名不到者，该轮比赛按弃权处理。 3、检录点名后，选手可进行赛前的各项准备工作。 4、直线距离：模型飞机手掷起飞，起飞前必须向裁判提出申请起飞，没有申请，裁判没有示意自行起飞的飞行不计算成绩。参赛者可以有三次飞行，以参赛者确定的飞行为比赛成绩，确定成绩后不得再飞，飞行成绩为三次飞行中最好成绩。 5、场地设置：宽14米，长度不限，模型飞机压边线计算成绩，超出边线没有成绩。 五、比赛时间和地点： 时间：2013年10月18日（星期五）中午12:00 地点：高新区小学后操场 六、参赛方法： 1．学校举办校级竞赛，选优秀选手参加市级竞赛。 2．班级统一组织报名，组成代表队参赛，报名表中班级名称务必写上。
3．每年级派领队1—2名。 七、奖励方法： 1．比赛按年级分设一、二等奖。 2．以班级为单位设“优秀组织奖”。 八、报名： 以班级为单位，10月16日前报名,10月16日—17日领购模型材料。10月18日参加校级比赛。 本次竞赛统一模型材料，班主任老师组织报名并收取材料费，然后到大队部领取材料。各班要重视此项工作，本着学生自愿参加的原则，认真组织有能力的学生参与此项科技活动。 九、人员分工： 裁判长：高惠娟、刘尧裁判员：隋悦 记录员：刘禹辰摄像摄影：杜键 秩序维持：体育教师领队兼检录员：（各年级上报1—2名） 活动主持：朱垆颖 十、物品准备： 1、口哨2个 2、笔和夹板2套 3、条幅“模型拼装竞赛放飞科技梦想” 4、50米卷尺一个， 5、彩旗2包、凳子若干
DIY四轴飞行器制作过程，超清晰多图！！！本人是航模菜鸟，大概是去年11月份，迷上了四轴飞行器，经常上MK的网站看飞行录相，四轴飞行起来稳定性真好，简直是酷毙了。最终没能抵制住诱惑，冲动之下决定自已也做个来玩玩。从网上收集资料，一切从0起步。经历了几个月的走走停停，现在已陆续完成了无刷电调、四轴机架、遥控器多通道改造、IMU 模块、飞控板设计制作。现小有成果，公布出来和大家交流交流，以资进步由于水平所限，本人只熟悉和使用51架构的MCU，系统的所有模块都是架构在C8051F 的基础上。但四轴所涉及的原理、控制理论都是一样的原理，希望各位同好网友不吝赐教，多多指导，谢谢！！！ 1.从旧货摊买的两个硬盘.JPG (94.34 KB) 2009-7-13 00:06
2.费了九牛二虎之力，最后改造一个拆手机用的起子，搞定了.JPG (91.37 KB) 2009-7-13 00:06 先贴两个图试试能否成功，下面接着来。机架打算用现有的电直尾管和管座配上硬盘片构成，电机用新西达2212 KV930，两正两反的桨用口碑不错的德国EPP1045 。
3.固定电直尾管的座子，好贵呀.JPG (103.48 KB) 2009-7-13 00:10
4.固定电直尾管的座子，好贵呀.JPG (103.48 KB) 2009-7-13 00:10
5.和到手的电机、尾管合张照.JPG (9 6.75 KB) 2009-7-13 00:10
6.外加工的4个电机安装座.JPG (73.54 KB) 2009-7-13 00:10
手掷飞机的设计与制作教学设计 一、教学目标： 1、认知目标：了解制作手掷飞机的一般工艺流程；了解机翼的形状对飞机飞行的意义；了解粘合剂的使用方法。 2、技能目标：学会识图、划线放样；初步学会制作刀、锉刀、砂纸等工具的使用；初步学会用切、削、锉、砂、粘等方法对木料进行加工，提高技术素养。 3、情感目标：培养学生热爱科学、勇于创造和团结协作的精神；提高质量意识。 二、重点难点： 1、重点：机翼、机身的成形，飞机制作和调试 三、教学准备： 胶水、笔、尺、美工刀、砂纸、桐木片、桐木条等 四、教学过程： (一)情景导入 出示手掷小模型飞机 介绍课题：今天我们来学习小模型飞机的制作及飞行调整比赛，请大家仔细观察这架模型飞机是由哪些部件组成的 机翼、机身、尾翼三部分 （二）提出新知 设计出方案，并绘制出草图。这架模型飞机，看似简单、容易飞行，但按照竞赛要求飞直线距离，就有相当的难度。怎样才能让它飞得又直又远而平稳呢？归纳（三个条件）：1、较小的阻力；
2、飞机的重心平衡 3、机头必须插到黑胶头的顶部 (三)探求新知 根据设计草图画出制作图，确保尺寸准确。 如何达到上面三个目标条件，逐个进行分析： 1、利用美工刀和砂纸，将各零部件多余的边角毛刺处理掉，使模型外表面整洁光滑，这样，才能减小飞行阻力。 2、飞机平稳飞行与和飞机的重心有关。 3、靠机翼和飞机重心平衡把空气排向后方，产生动力，推动飞机前进。 4、模型制作的方法、过程 （四）制作实践，分别制作机翼机身尾翼，模型总装。 在学生操作过程中，有针对性地加强巡视。 （五）试飞、调试 观察小飞机飞行姿态，有问题作出调整。要养成分析问题、按科学规律解决问题的习惯。要耐心、仔细地、一点一点调整舵面的角度，只有这样在能达到理想的飞行状态。 五、教学反思： 制作和试飞模型，要多动脑、勤练习，在实践中逐步积累经验，争取在今后的活动中改进提高。
学校名称： 队长姓名： 队员姓名： 指导教师姓名：2013年9月6日
摘要 本次比赛我们需要很好地控制飞行器，让它自主完成比赛应该完成的任务。 本文的工作主要针对微型四旋翼无人飞行器控制系统的设计与实现问题展开。首先制作微型四旋翼无人飞行器实验平台，其次设计姿态检测算法，然后建立数学模型并设计姿态控制器和位置控制器，最后通过实验对本文设计的姿态控制器进行验证。设计机型设计全部由小组成员设计并制作，部分元件从网上购得，运用RL78/G13作为主控芯片，自行设计算法对飞行器进行，升降，俯仰，横滚，偏航等姿态控制。并可以自行起飞实现无人控制的自主四轴飞行器。 关键字：四旋翼无人飞行器、姿态控制、位置控制
目录 第1章设计任务.................................................................................... 错误！未定义书签。 1.1 研究背景与目的........................................................................ 错误！未定义书签。 1.2 .................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.3...................................................................................................... 错误！未定义书签。第2章方案论证.................................................................................... 错误！未定义书签。 2.1...................................................................................................... 错误！未定义书签。 .................................................................................................... 错误！未定义书签。 .................................................................................................... 错误！未定义书签。 2.2 ........................................................................................................... 错误！未定义书签。第3章理论分析与计算........................................................................ 错误！未定义书签。 ........................................................................................................... 错误！未定义书签。第4章测试结果与误差分析................................................................ 错误！未定义书签。 4.1...................................................................................................... 错误！未定义书签。 4.2...................................................................................................... 错误！未定义书签。 4.3...................................................................................................... 错误！未定义书签。 4.4 .................................................................................................... 错误！未定义书签。 ........................................................................................................... 错误！未定义书签。第5章结论心得体会............................................................................ 错误！未定义书签。 5.1 .................................................................................................................. 错误！未定义书签。.................................................................................................................. 错误！未定义书签。 2设计任务： 基本要求 （1）四旋翼自主飞行器（下简称飞行器摆放在图1所示的A区，一键式
四轴飞行器 作品说明书 摘要 四轴飞行器在各个领域应用广泛。相比其他类型的飞行器，四轴飞行器硬件结构简单紧凑，而软件复杂。本文介绍四轴飞行器的一个实现方案，软件算法，包括加速度计校正、姿态计算和姿态控制三部分。校正加速度计采用最小二乘法。计算姿态采用姿态插值法、需要对比这三种方法然后选出一种来应用。控制姿态采用欧拉角控制或四元数控制。 关键词：四轴飞行器；姿态；控制
目录 1.引言 (1) 2.飞行器的构成? (1) .硬件构成..............................................1? 机械构成 (1) 电气构成 (3) .软件构成 (3) 上位机 (3) 下位机........... . (4) 3.飞行原理........... ................................ (4) . 坐标系统 (4) .姿态的表示 (5) .动力学原理 (5) 4.姿态测量........... ................................ (6) .传感器校正 (6) 加速度计和电子罗盘 (6) 5.姿态控制 (6) .欧拉角控制 (6) .四元数控制 (7) 6.姿态计算 (7) 7.总结 (8) 参考文献 (9)
四轴飞行器最开始是由军方研发的一种新式飞行器。随着MEMS?传感器、单片机、电机和电池技术的发展和普及，四轴飞行器成为航模界的新锐力量。到今天，四轴飞行器已经应用到各个领域，如军事打击、公安追捕、灾害搜救、农林业调查、输电线巡查、广告宣传航拍、航模玩具等。 目前应用广泛的飞行器有：固定翼飞行器和单轴的直升机。与固定翼飞行器相比，四轴飞行器机动性好，动作灵活，可以垂直起飞降落和悬停，缺点是续航时间短得多、飞行速度不快；而与单轴直升机比，四轴飞行器的机械简单，无需尾桨抵消反力矩，成本低?。 本文就小型电动四轴飞行器，介绍四轴飞行器的一种实现方案，讲解四轴飞行器的原理和用到的算法，并对几种姿态算法进行比较。 2.飞行器的构成 四轴飞行器的实现可以分为硬件和软件两部分。比起其他类型的飞行器，四轴飞行器的硬件比较简单，而把系统的复杂性转移到软件上，所以本文的主要内容是软件的实现。? .硬件构成? 飞行器由机架、电机、螺旋桨和控制电路构成。 机械构成? 机架呈十字状，是固定其他部件的平台，本项目采用的是碳纤维材料的机架。电机采用无刷直流电机，固定在机架的四个端点上，而螺旋桨固定在电机转子上，迎风面垂直向下。螺旋桨按旋转方向分正桨和反桨，从迎风面看逆时针转的为正桨，四个桨的中心连成的正方形，正桨反桨交错安装。 CA D设计机架如图： 整体如图2-1： 电气构成 电气部分包括：控制电路板、电子调速器、电池，和一些外接的通讯、传感器模块。控制电路板是电气部分的核心，上面包含MCU、陀螺仪、加速度计、电子罗盘、气压计等芯片，负责计算姿态、处理通信命令和输出控制信号到电子调速器。电子调速器简称电调，用于控制无刷直流电机。 电气连接如图2-2所示。 .软件构成
手掷飞机模型的制作和试飞》案例 一、学情分析 学生喜欢飞机，但由于学生初中没有《通用技术》这样动手能力的课，更没有科学和技术作铺垫。多数学生的动手能力不强，他们只知道剪、拼、粘等简单组装。《手掷飞机模型的制作和试飞》是本课的主题。教学内容是让学生动手设计制作和试飞比赛自己的拼粘好的小飞机，在试飞比赛中，增强学生自信心和友谊第一，比赛第二的理念，也激发了学生的挑战欲。 在动手操作中去发现原有事物的不足、去改进它、发展学生的创新精和实践能力，当学生拿着自己的小飞机进行试飞尝试时，就有几个学生飞的还可以，多数学生不成功，这样需要学生在实践中去调试、添加、削减、不断总结，并加以改进，并让学生对比观察飞行好的，远的与飞行近的、不直的飞机的各部分有什么不同，找到自己的不足，然后加以修改调试，在进行比赛。总之，给每个学生发展的空间，找到自己的问题，敢于挑战，让他们自主参与，亲身体验并积极实践，是本课程的指导理念。 二、教学设计 教学目标 知识与能力： 1.初步了解手掷模型飞机的构造和飞行原理。 2、进一步会看流程图。 3、初步知道副翼、尾翼的作用。 过程与方法： 1、学习正确运用砂皮板打磨加工零部件的技能。 2、在制作手掷小模型飞机的过程中, 掌握副翼、方向舵、升降舵的调整方法。 3、初步掌握手掷直线小模型飞机比赛规则。 情感态度价值观： 培养学生做事认真踏实的态度,和对飞机的爱，发展学生的创新精神和动手实践能力。※教学重点： 飞机制作和调试。 ※教学难点： 机头制作和调试 ※教学准备： 模型飞机一架,手掷小模型飞机1 套, 胶, 美工刀,砂皮板，剪刀。 ※教学过程 （一）情景导入 师出示：手掷小模型飞机
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1楼 发表于2011-1-20 12:12:02|只看该作者|倒序浏览 一、相关技术文件: 1. 程式控制基底ATmega 8 ATmega8 技术文件点击此处下载ourdev_611065Q176XE.PDF(文件大小:2.45M) (原文件名: ATmega8_cn.PDF) 2. 无线模组 CC2500 (2.4G Hz 无线IC) 技术文件点击此处下载ourdev_611064KBBYJG.pdf(文件大小:1.26M) (原文件名: cc2500_cn.pdf) RDA T212 (PA+LNA) 技术文件点击此处下载ourdev_611063XH619C.pdf(文件大小:229K) (原文件名: RDA_T212.pdf) RDA ES02 (SP2T Switch )技术文件点击此处下载ourdev_611062ACP4OA.pdf(文件大小:29K) (原文件名: RDA_ES02.pdf) 3. 无刷马达电子调速模组 FDS7764A (N-Channel) 技术文件点击此处下载ourdev_612408FW8MGC.pdf(文件大小:273K) (原文件名:FDS7764A.pdf) TPC810 (P-Channel) 技术文件点击此处下载ourdev_612409Y3Y2UA.pdf(文件大小:293K) (原文件名:TPC8103.pdf) 4. 液晶萤幕显示模组 16x02 (液晶萤幕) 技术文件点击此处下载ourdev_612410MVKKXZ.zip(文件大小:365K) (原文件名:LCD_1602.zip) 5. MAG 9 FOD 飞行姿态感测模组(3轴磁力计＋3轴线性加速计＋3轴陀螺仪) LSM303DLH (磁力计＋线性加速计) 技术文件点击此处下载ourdev_612411H66HEH.zip(文件大小:2.02M) (原文件名:LSM303DLH.zip) IMU-3000 (陀螺仪) 技术文件点击此处下载ourdev_612412ORGL5T.zip(文件大小:1.93M) (原文件名:IMU_3000.zip) 6. GPS模组 U-BLOX NEO-5Q (GPS) 技术文件点击此处下载ourdev_612413K5MRZI.zip(文件大小:3.03M) (原文件名:NEO_5.zip) 7. 超音波测距模组 HIN-232 (RS-232 5V至10V升压IC) 技术文件点击此处下载ourdev_612414E8JL5V.pdf(文件大小:564K) (原文件名:HIN232.pdf) LM-324 (OP) 技术文件点击此处下载ourdev_612415WGYN7Y.pdf(文件大小:599K) (原文件名:LM324.pdf) 二、TWI(I2C) 通讯规划(用于各个电路模组通讯) M8 TWI(I2C) 规划(PDF档) 电路图档(Eagle档) 点击此处下载ourdev_611067JVY9ZR.zip(文
四旋翼无人机制作飞行（小学组） 技术要求： （1）四旋翼无人机模型现场制作，散件组装。参与现场制作并用现场制作四旋翼飞行的成绩系数1.5，非现场制作商品机系数1。 （2）飞行控制器组委会统一提供，旋翼数量为四旋翼，四轴机架对角电机轴距≤350MM，动力电池电压≤11.1V，无GPS装置加装，螺旋桨直径尺寸≤9寸。遥控器选用2.4G设备。 竞赛方法： 1.一人一机，自行准备安装调试的工具、接线板等设备设施。 2.选手在比赛前将飞行器拆散，拆散后必须等待裁判确认。飞行器拆散要求：通电部分之间互不连接,机架拆散。 3.选手在准备区搭建、调试四轴飞行器（时间120分钟），准备比赛器材。搭建调试过程中，选手应注意人身和财产安全，文明有序。 4.搭建结束后，选手在规定时间内上交四轴飞行器至指定地点，按比赛顺序号（赛前随机设置）准备比赛。第一轮比赛结束后选手可领回四轴飞行器进行调试，准备第二轮比赛。 5.根据比赛顺序，选手在指定赛场的等候区等待进场比赛，不得影响其他选手比赛。 6、裁判宣布“比赛开始”的同时，计时开始。 7、飞行过程中飞行器不得飞跃安全线，飞跃安全线立即终止该
学员比赛并判定0分。 8、计时停止代表比赛结束。以下情况计时停止：a）选手完成任务；b）飞行器有零件脱落；c）裁判认为出现其他应该停止计时的情况。 成绩评定： 比赛任务分值：总分120分 在起飞框架内垂直起飞至目视水平高度（20分），悬停5秒（10分）。正向穿越龙门（20）。拍摄并读出围栏数据（50）。返航着陆，分值区域现场抽签（20、10、5），着陆支架跨界按低分计，着陆区域外为0分。比赛标准时间为100秒，正负时间差以秒为单位，每差1秒总分扣1分。读出围栏数据（不计入飞行时间） 以飞机飞行实际分值计算成绩，如成绩相同以所用时间作为评定成绩。 场地：
四旋翼飞行器无刷直流电机调速系统的设计 孟磊，蒋宏，罗俊，钟疏桐 武汉理工大学自动化学院、武汉理工大学信息工程学院 摘要，关键字：略 近年来，无人机的研究和应用广泛受到各个方面的重视。四旋翼飞行器作为无人机的一种，能够垂直起落、空中悬停、可适用于各种飞行速度与飞行剖面，具有灵活度高、安全性好的特点，适用于警务监控、新闻摄影、火场指挥、交通管理、地质灾害调查、管线巡航等领域实现空中时时移动监控。 四旋翼飞行器的动力来源是无刷直流电机，因此针对该型无刷直流电机的调速系统对飞行器的性能起着决定性的作用。为了提高四旋翼飞行器的性能，本文设计制作了飞行试验平台，完成了直流无刷电机无感调速系统的硬件、软件设计。通过实验证明该系统的设计是可行的。 四旋翼飞行器平台结构 四旋翼平台呈十字形交叉，有四个独立电机驱动螺旋桨组成。当飞行器工作时，平台中心对角的螺旋桨转向相同，相邻的螺旋桨转向相反同时增加减少四个螺旋桨的速度，飞行器就垂直上下运动；相反的改变中心对角的螺旋桨速度，可以产生滚动、俯仰等运动。结构图如下： 四旋翼飞行器的控制系统分为两个部分：飞行控制系统和无刷直流电机调速系统。飞行控制系统通过IMU惯性测量单位（由陀螺传感器和加速度传感器组成）检测飞行姿态，通过无线通讯模块与地面遥控器通信。4个无刷直流电机调速系统通过I2C总线与飞行控制器通信，通过改变4个无刷直流电机的转速来改变飞行姿态，系统采用12V电池供电。控制系统结构图如下：
无刷直流电机调速系统 无刷直流电动机既具有运行效率高、调速性能好，同时又具有交流电动机结构简单、运行可靠、维护方便的优点，是电机主要发展方向之一，现已成功运用与军事、航空、计算机数控机床、机器人、电动自行车等多个领域。在该四旋翼飞行器上使用了新西达2217外转子式无刷直流电机，其结构为12绕组7对磁极，典型KV值为1400. 通常无刷直流电机的控制方式分为有位置传感器控制方式和无位置传感器控制方式。有位置传感器控制方式通过再定子上安装电磁式、光电式或者磁敏式位置传感器来检测转子的位置，为驱动电路提供转向信息。无位置传感器的控制方式有很多，包括磁链计算法‘反电动势法、状态观测器法、电感法等。在各种无位置传感器控制方法中，反电动势法是目前技术最为成熟的、应用最为广泛的一种位置检测方法。本系统采用的饭店董事过零检测法是反电动势法中的一种，通过检测各相绕组反电动势的过零点来判断转子的位置。根据无刷直流电机的特性，电机的最佳转向时刻是想反电动势过零点延迟30电角度的时刻，而该延迟的电角度对应的时间可以有两次过零点时间间隔计算得到。 无刷直流电机调速系统硬件设计 该无刷直流电机调速系统有三相全桥驱动电路、反电势过零电路、电流电压检测电路组成电机驱动器。使用一片ATmega8单片机作为控制器，该单片机内部集成了8kB的flash，最多具有23个可编程的I/O口，输出时为推挽结构输出，驱动能力较强。片上集成了AD 转换器、模拟比较器、通用定时器、可编程计数器等资源。 三相全桥驱动电路利用功率型MOS管作为开关器件，选用P型MOS管FD6637与N型MOS管FD6635搭配使用，设计容量为允许通过的最大电流为30A。FD6637的开关利用三极管9013进行驱动、FD6635的开关直接用单片机的I/O口进行驱动。电路如图3所示。通过R17、R19、R25来减少下管FDD6635的栅极充电电流峰值，防止震荡并保护MOS管；R16、R23、R24作为下拉电阻，保证下关的正常导通与关断；R2、R5、R8作为上管栅极上拉电阻，阻值选择470Ω，既保证了MOS管的开关速率不降低，同时也防止三极管Ic电流过大。A+、B+、C+提供驱动桥的上桥臂的栅极导通信号，分别通过ATmega8的三个硬件PWM通道驱动，通过改变PWM信号的占空比来实现电机调速；A-、B-、C-提供下桥臂栅极驱动信号，由单片机的I/O口控制，只有导通和关闭两种状态。
四轴飞行器制作应用实例大全 玩四轴这个东西，不是发明创造，人家懂只是知道得比你早一点，新手们入手四轴飞行器总是抱怨苦于无人可以指导，可是莫怪我等无言呀，往往一种问题有好几种原因，有时我是这么解决就好了，到你那边就不行了，所以玩四轴还是需要有扎实的基础，下面这些四轴设计实例是玩四轴总结出来的，有些是老前辈传授的，这些都是飞行模友的智慧。玩四轴不要怕当新鸟，老鸟也是新鸟飞出来的。 1. 微型四旋翼航拍器 本四旋翼航拍器采用OV7725C彩色摄像头，飞控板主控芯片为STM32，遥控器主控芯片为STM32，本系统在正常飞行过程中，通过按下遥控器，右键即可拍下此刻的照片，并实时存储到SD卡中，四轴和遥控器均已集成锂电池智能充电功能，通过USB数据线直接插入电脑即可充电。飞行器稳定，算法成熟，适合有一定基础的人开发。 2. mini小型四轴飞行器 网络上的小型四轴飞行器的PCB板都是要打烊的，打样的价格非常昂贵，我们学生党要怎么吧这么复杂的电路自己做出来呢，本人在集成飞小飞机上进行有效的更改，自己用普通做板的方式自己做出来了亲测成功哦。 3. STM32F103T8U6 +MPU6050微型四轴飞行器开源程序和PCB图有上位机 这个微型四轴飞行器使用的是STM32F103T8U6（STM 32F103T8U6数据手册）+MPU6050（MPU6050数据手册）等，开源程序和PCB图、有上位机，分享给大家学习。附件提供了飞行器原理图和PCB、飞行源码、测试程序、上位机软件、相关芯片资料。 4. 基于WiFi通信的四旋翼无人飞行控制器 目标是使用STM32开发板并配合由Altium Designer电路板设计软件绘制的扩展板设计实现一套四旋翼无人飞行器控制器系统，同时完成一套PC端和手机端APP地面站控制软件的编写，并加入GPS进行惯性导航，使飞行器能够在地面站或遥控器的控制下完成平稳高速飞行，并能够实现空中自稳。飞行器能够按地面站规划的路径实现自主巡航，并可携带摄像设备完成空中拍摄任务。四旋翼无人飞行控制器已经经过验证，可以飞起来了，放心使用。 5. STM32 WIFI 四轴飞行器全部资料 采用WIFI技术控制飞行器，简单又方便，只要你有安卓手机就可以了，有做好的安卓AP，直接安装即可，附件有1.有原理图，pcb文件99和AD都可以打开；2.源代码,有STM32源码，有测试程序和主程序，焊接好后方便大家测试用的。采用了RT_THREAD操作系统3.芯片资料；4.wifi开发手册和使用指南；5.有安卓上位机软件，有2.3版本和4.0版本。 6. 匿名迷你四轴飞行器，飞行器里的行家 资源包含主板PCB源码，遥控器源码， CPU: STM32F103CB（STM32F103CB数据手册） 2.4G: NRF24L01（NRF24L01数据手册） 电子罗盘：HMC5883（HMC5883数据手册） 陀螺仪+加速度计：MPU-6050 （MPU-6050数据手册） 电机:7*16
四轴飞行器实践教程 （内部资料） 大学霸 https://www.doczj.com/doc/2916022727.html,
·2· 四轴飞行器实践教程（内部资料）——https://www.doczj.com/doc/2916022727.html,版权所有 四轴飞行器实践教程（内部资料）——https://www.doczj.com/doc/2916022727.html,版权所有
四轴飞行器实践教程（内部资料）——https://www.doczj.com/doc/2916022727.html,版权所有四轴飞行器实践教程（内部资料）——https://www.doczj.com/doc/2916022727.html,版权所有·3· 第1章什么是飞行器 四轴飞行器是飞行器的一个类别。我们现在先来了解一下飞行器的历史、分类和原理等常识性内容，再开始进入真正的四轴飞行器的制作。 1.1 飞行器的历史 人类自古到今，无时无刻不在想着怎么能让自己翱翔在广阔的天空中。从古代会飞的神仙，一直到现在的飞机、航天飞机和人造卫星，人类一直在追求飞得更高、更快！在本书开始我们四轴飞行器的制作之前，我们先观摩一下关于飞行的历史和定义。 1.1.1 飞行器的定义 飞行器，字面意思理解为可以飞行的机器或者器械。而这里飞行可以认为是在人类生存的大气环境中飞行。不过，同样可以广义的认为在大气外的环境中飞行。所以可这样定义：在大气层内、外飞行的器械即为飞行器（英文名称可以为：flight vehicle，aerospace vehicle，flying machine）。一些常见的飞行器（如图1.1）有飞机、滑翔翼、热气球、航天飞机和人造地球卫星等。 图1.1 飞行器举例 1.1.2 飞行器的发展 在人类历史的长河中飞行的梦想又来已久。有图1.2为证，不管是长了翅膀的天使，还是可以腾云驾雾的神仙，这都表明古时候人类已经十分渴望像鸟儿一样飞翔在天空中。在这飞翔渴望的驱使下，人
四轴飞行器名词解释 网上找的，自己稍微整理的一下： 1、遥控器篇 什么是通道？ 通道就是可以遥控器控制的动作路数，比如遥控器只能控制四轴上下飞，那么就是1个通道。但四轴在控制过程中需要控制的动作路数有：上下、左右、前后、旋转 所以最低得4通道遥控器。如果想以后玩航拍这些就需要更多通道的遥控器了。 什么是日本手、美国手？ 遥控器上油门的位置在右边是日本手、在左边是美国手，所谓遥控器油门，在四轴飞行器当中控制供电电流大小，电流大，电动机转得快，飞得高、力量大。反之同理。判断遥控器的油门很简单，遥控器2个摇杆当中，上下板动后不自动回到中间的那个就是油门摇杆。 2、飞行控制板篇 飞控的用途？ 四轴飞行器相对于常规航模来说，最最复杂的就是电子部分了。之所以能飞行得很稳定，全靠电子控制部分对四轴飞行状态进行快速调整。在常规固定翼飞机上，陀螺仪并非常用器件，在相对操控难度大点的直机上，如果不做自动稳定系统，也只是锁尾才用到陀螺仪。四轴飞行器与其不同的地方是必须配备陀螺仪，这是最基本要求，不然无法飞行，更谈不上飞稳了。不但要有，还得是3轴向(X、Y、Z)都得有，这是四轴飞行器的机械结构、动力组成特性决定的。在此基础上再辅以3轴加速度传感器，这6个自由度，就组成了飞行姿态稳定的基本部分，也是关键核心部分---惯性导航模块，简称IMU。飞行中的姿态感测全靠这个IMU了，可见它是整架模型的核心部件。 什么是x模式和+模式？说白了就是飞行器正对着你本人的时候是呈现X形状还是+形状，之前有介绍过四轴原理的，前进的时候后面加速前面减速两侧不变那个是针对+模式的，而如果是X模式的话，前进就需要后面两个同时加速，前面两个同时减速了。据说X模式的稳定性比+模式的稳定性要高点。 注意：考虑到飞控板上的陀螺仪安装的是固定的，所以，模式不同的话飞控板的安装方向也是不同的。 3、电调篇 为什么需要电调？ 电调的作用就是将飞控板的控制信号，转变为电流的大小，以控制电机的转速。 四轴飞行器四个桨转动时的离心力是分散的。不象直机的桨，只有一个能产生集中的离心力形成陀螺性质的惯性离心力，保持机身不容易很快的侧翻掉。所以通常用到的舵机控制信号更新频率很低。四轴为了能够快速反应，以应对姿态变化引起的飘移，需要高反应速度的电调，常规PPM电调的更新速度只有50Hz左右，满足不了这种控制所需要的速度，且PPM电调MCU内置PID稳速控制，能对常规航模提供顺滑的转速变化特性，用在四轴上就
课题用卡纸设计一架手掷飞机课型理化实验课 班级理化试验班425 学生 人数 18 教学目标1、通过教师讲述、学生交流活动、图片、资料展示等多种手段，初步了解一些关于飞机,知道飞机的组成部分和飞机分类等相关的基本知识。 2、通过特定任务的完成自己动手设计一个卡纸飞机 3、对自己设计的飞机进行调试飞行 重点、难点1、如何让学生理解飞机飞行的原理。 2、如何让学生自己根据自己的设计思路制作一架飞机 （其中飞机的机翼制作比较难，需要学生自己想办法固定和调节控制好）。 教学媒介 多媒体演示、学生活动与教师讲述相结合。 实验材料 卡纸、双面胶、尺，剪刀、橡皮泥 教学活动过程 教师活动学生活动设计意图 6分钟左右科学视频欣赏、学生点到、小组分组。利用视频展示一些理化试验，激发学生的兴趣。为学生融入宇宙相关课程做一铺垫。 一、 1、提问：学生自己介绍一些了解的制作飞机 2通过展示一段飞机频，介绍一些关于大气压的知识，两张纸从中间吹起只会怎么样 3、讲述、交流飞机的所包括的基本结构以及飞行的原理学生回答问题 和自己的看法 学生举手发言 对大气压知识 了解多少，预测 这个实验的结 果 学生之间相互 讨论交流 调动课堂气氛，师 生互动 对学生的回答进行 点评，再从学生回 答的基础上进行总 结，为介绍飞机飞 行原理打基础 调节课堂气氛，让 学生在活跃气氛中 学到知识。
4、开始设计飞机，指出设计需要注意的步骤，如何一张纸将整个飞机设计完成 5、检查学生设计的飞机，设计合理者发剪刀，开始剪裁，不合理者指出他们的问题进行改正 6、对剪好的学生发双面胶，开始黏贴飞机（提出注意项，机身可以先剪一个，另外两个可以直接以第一个为模板裁出来。提出难点如机翼如何固定，尾翼如何安装等）学生思考，自己 动手自己的动 手开始在一张 纸上设计 学生动手开始 剪裁 学生动手拼接 飞机，想办法解 决机翼连接问 题 让学生养成新的的 思考问题的方法， 学会整体规划， 培养学生的动手能 力 培养学生解决问题 的能力
四轴飞行器DIY入门篇二：部件组装及试飞 前一篇介绍了四轴飞行器的主要部件，大家对四轴也有了一个大概的认识，本篇就请大家一起来动手组装、调试四轴。 正式开工前先列一个配件清单，每个配件都有价位不等的商品可供选购，根据大家的预算可以自由组合，最低大约900块可以组装一架能飞起来的四轴~ 在“其他配件”栏，楼主没有列出具体价格，因为这些配件有些朋友可能已经有了，比如电烙铁，绑带，还有就是一些零件可以在买主要配件时找卖家附送，比如桨保护器，香蕉头等。 下面正式开工： 第一步，连接电机和电调：
电机和电调各有三根线，现在连接时无需考虑对应关系，后续调试时根据电机选择方向再做调整：
注意：香蕉头和T插的焊接一定要牢固，不能有虚焊，否则后续飞行会有很大的炸机隐患！！！ 焊接教程可参看此视频，如果手艺不到家可请卖家代劳。 接好的四个电机电调，楼主没有用桨夹，用的是桨保护器，方便试飞，正式飞行时还是建议用桨夹比较安全： 第二步，组装机架 商品机架都有说明书，大家照说明书组装即可，楼主之前用的铝合金600机架好旧了，为了这篇经验，楼主做了个“日”字机架，成本大约30块钱，如果这个机架好飞，后续再考虑用碳纤管。简单描述下制作过程： 材料：两根1米长的16mm玻纤管，16mmPVC三通6个，轻木一根，绑带若干,502胶水； 1.将玻纤管切为四根330mm长的短管，轻木也切为330mm长，用PVC三通连接玻纤管和轻木，连接处点上502；红色PVC三通为头位标示，蓝色PVC三通为尾部标示；
2.在连接轻木的三通上钻一个孔，不要钻透，在小孔里面插一小段碳杆，滴上502固定，防止轻木移位；对了，做这一步之前最好找个水平仪矫正轻木到水平位置；