国内外比较好的几款飞控系统介绍和性能配置

自动飞行控制系统飞行控制系统(简称飞控系统)的作用是保证飞机的稳定性和操纵性，提高飞机飞行性能和完成任务的能力，增强飞行的安全性和减轻驾驶员的工作负担。

深圳市瑞伯达科技有限公司，致力于成为全球无人机飞行器领导品牌，是智能化无人机飞行器及控制系统的研制开发的专业厂商，生产并提供各行业无人机应用的解决方案。

产品线涵盖各种尺寸多旋翼飞行器、专业航拍飞行器、无人机飞行控制系统、无人机地面站控制系统、高清远距离数字图像传输系统、专业级无线遥控器、高精飞行器控制模块及各类飞行器配件飞行器的自动飞行一、问题的提出早在重于空气的飞行器问世时，就有了实现自动控制飞行的设想。

1891年海诺姆．马克西姆设计和建造的飞行器上安装了用于改善飞行器纵向稳定性的飞行系统。

该系统中用陀螺提供反馈信号，用伺服作动器偏转升降舵。

这个设想在基本概念和手段上与现代飞行自动控制系统有惊人的相似，但由于飞机在试飞中失事而未能成为现实。

60年代飞机设计的新思想产生了，即在设计飞机的开始就考虑自动控制系统的作用。

基于这种设计思想的飞机称为随控布局飞行器（Control Configured Vehicle 简称CCV）。

这种飞机有更多的控制面，这些控制面协同偏转可完成一般飞机难以实现的飞行任务，达到较高的飞行性能。

飞控系统分类飞控系统分为人工飞行控制系统和自动飞行控制系统两大类。

由驾驶员通过对驾驶杆和脚蹬的操纵实现控制任务的系统，称为人工飞行控制系统。

最简单的人工飞行控制系统就是机械操纵系统。

不依赖于驾驶员操纵驾驶杆和脚蹬指令而自动完成控制任务的飞控系统，称为自动飞行控制系统。

自动驾驶仪是最基本的自动飞行控制系统。

飞控系统构成飞控系统由控制与显示装置、传感器、飞控计算机、作动器、自测试装置、信息传输链及接口装置组成。

控制及显示装置是驾驶员输入飞行控制指令和获取飞控系统状态信息的设备，包括驾驶杆、脚蹬、油门杆、控制面板、专用指示灯盘和电子显示器(多功能显示器、平视显示器等)。

采用STM32设计的四轴飞行器飞控系统四轴飞行器飞控系统是一种应用于四轴飞行器上的关键控制设备。

它包括硬件和软件两个部分，用于控制飞行器的姿态、稳定性和导航等功能。

其中，采用STM32设计的四轴飞行器飞控系统因其高性能、低功耗和丰富的外设资源而受到广泛关注。

一、硬件设计：1.处理器模块：采用STM32系列微控制器作为处理核心。

STM32系列微控制器具有较高的计算能力和丰富的外设资源，能够满足飞行控制的计算需求。

2.传感器模块：包括加速度计、陀螺仪、磁力计和气压计等传感器。

加速度计用于测量飞行器的线性加速度，陀螺仪用于测量飞行器的角速度，磁力计用于测量飞行器的方向，气压计用于测量飞行器的高度。

3.无线通信模块：采用无线通信模块，如蓝牙、Wi-Fi或者无线射频模块，用于与地面站进行通信，实现飞行参数的传输和遥控指令的接收。

4.电源管理模块：对飞行器的电源进行管理，确保各个模块的正常运行。

包括电池管理、电量检测和电源开关等功能。

5.输出控制模块：用于控制飞行器的电机、舵机等执行机构，实现对飞行器的姿态和动作的控制。

二、软件设计：1.飞行控制程序：运行在STM32微控制器上的程序，用于实时读取传感器数据、运算控制算法、输出控制信号。

该程序包括姿态解算、飞行控制和导航等模块。

-姿态解算模块：根据加速度计、陀螺仪和磁力计等传感器数据，估计飞行器的姿态信息，如俯仰角、横滚角和偏航角。

-飞行控制模块：根据姿态信息和目标控制指令，计算出电机和舵机的控制信号，保证飞行器的稳定性和灵敏度。

-导航模块：利用GPS等导航设备获取飞行器的位置和速度信息，实现自动驾驶功能。

2.地面站程序：在地面计算机上运行的程序，与飞行器的无线通信模块进行数据交互。

地面站程序可以实时监测飞行器的状态和参数，并发送控制指令给飞行器。

总结：采用STM32设计的四轴飞行器飞控系统是一种高性能、低功耗的控制设备，包括硬件和软件两个部分。

硬件包括处理器模块、传感器模块、无线通信模块、电源管理模块和输出控制模块。

PIXHAWK飞控概览Pixhawk飞控的技术规格、接口分配、PWM，PPM-SUM和SBUS模式下的舵机与电调的连接方法、接口图，和与其他常见飞控的区别与选择。

技术规格•处理器32位 STM32F427 ARM Cortex M4 核心外加 FPU（浮点运算单元）168 Mhz/256 KB RAM/2 MB 闪存32位 STM32F103 故障保护协处理器•传感器Invensense MPU6000 三轴加速度计/陀螺仪ST Micro L3GD20 16位陀螺仪ST Micro LSM303D 14位加速度计/磁力计MS5611 MEAS 气压计•电源良好的二极管控制器，带有自动故障切换舵机端口7V高压与高电流输出所有的外围设备输出都有过流保护，所有的输入都有防静电保护•接口5个UART串口，1个支持大功率，两个有硬件流量控制Spektrum DSM/DSM2/DSM-X 卫星输入Futaba SBUS输入（输出正在完善中）PPM sum 信号RSSI（PWM或者电压）输入I2C, SPI, 2个CAN, USB3.3 与 6.6 ADC 输入•尺寸重量 38g宽 50 mm高 15.5 mm长 81.5 mmPixhawk 的接口分配PWM，PPM-SUM和SBUS模式下的舵机与电调的连接方法Pixhawk 接口图上图中针脚1在右边串口 1 (Telem 1)，串口 2 (Telem 2) ，串口 (GPS) 针脚： 6 = GND, 5 = RTS, 4 = CTS, 3 = RX, 2 = TX, 1 = 5V.选择哪款飞控？ APM 、PX4，还是 PIXHAWK•APM2.5与2.6是传统ardupilot飞控的最新（也是最终）版本：APM25 与 26 概览•PX4FMU与PX4IO 是这个新飞控家族的最初两个版本：Px4FMU 概览与 Px4IO 概览•Pixhawk是根据我们的需要，结合PX4FMU / PX4IO改进而开发出的PX4飞控的单块电路板版本。

各大主流开源平台对比首先明确我们的需求：1）平台硬件，固件都比较成熟，开发环境易上手。

2）性能上强调平台抗风性，飞行稳定性。

3）由于植保机工作环境恶劣，硬件要求有宽广的工作温度范围，恶劣环境下的性能稳定。

4）能够实现作业点记忆，自主航迹规划。

有硬件备份（双子星）。

项目/平台名称APM px4/pixhawk autopilot PPZ MWC主控芯片Avr Atmega1280/2560 主控Stm32f427故障保护协处理器stm32f107Stm32f4 STM32f105RCT6主要传感器Atmega168/328.双轴陀螺，IMU（单轴陀螺，三轴加速度计.三轴磁力计模块）.气压计.AD芯片内置两套陀螺（stmicro 16 bit）和加速度计（stmicro 14 bit）MEAS气压传感器，互为补充矫正；内接三轴磁场传感器并且可以外接一个三周磁场传感器；可外接一主一备两个GPS传感器，故障时可自动切换。

①MPU6000：3轴加速度传感器+3轴陀螺仪②HMC5883：3轴磁阻传感器③LP2922 3.3V：主要用于外部供电转换④24LC08：板上参数存储编译环境Arduino IDE eclipse IDE 官网tool-chain 使用Ubuntu乌班图操作系统，全部开发环境和地面站软件继承与该系统下语言arduino C C cc特征简介Arduino IDE界面友好简单，Arduino语言类似于C语言良好的二极管控制器，可实现不间断供电。

所有外围设备输出都有过流保护，输入设备都有防静电保护。

硬件架构简单，飞控硬件使用C语言编写开源部分除了常见的飞控硬件，飞控软件和地面站软件之外，还包含地面站硬件，调制解调器，天线等设别，从功能上讲已经接近一个小型无人机系统了因此稳定性普遍不是很好，而且MWC的PID调节略显麻烦，抗震抗风性能不是很好.采用算法两级PID控制168M运算频率，方式，第一级是导航级，第二级是控制级开放性好，先进的定高算法，两套陀螺和加速度计，护卫补充矫正，内置三轴磁场传感器，一主一副两个GPS传感器，可自动切换官方硬件平台APM2.5：板载电子罗盘APM2.6：电子罗盘外置和GPS融合了Px4Pixhawk是px4的升级CC、CC3D、ATOM、Revolution、Revolution nano等，衍生硬件包括Sparky、Quanton、REVOMINI等，甚至包含直接使用STM32开发板扩展而成的FlyingF3、FlyingF4、DescoveryF4PPZ Lisa 拥有大量扩展接口总结优势：1.APM使用人数多，资料丰富齐全，特别是经典款APM2.5。

Pixhawk和Paparazzi从入门到精通：开源飞控概述概述无人机是无人驾驶飞机的简称（Unmanned Aerial Vehicle，UAV），是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置的不载人飞机，包括无人直升机、固定翼机、多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机。

广义地看也包括临近空间飞行器（20-100 公里空域），如平流层飞艇、高空气球、太阳能无人机等。

从某种角度来看，无人机可以在无人驾驶的条件下完成复杂空中飞行任务和各种负载任务，可以被看做是“空中机器人”。

飞控系统是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务和返场回收等整个飞行过程的核心系统，飞控对于无人机相当于驾驶员对于有人机的作用，我们认为是无人机最核心的技术之一。

飞控一般包括传感器、机载计算机和伺服作动设备三大部分，实现的功能主要有无人机姿态稳定和控制、无人机任务设备管理和应急控制三大类。

飞控按照是否公开源代码的方式分为开源飞控和商品飞控：（1）开源飞控世界各地的精英本着开源的精神，将所做的无人机工作开源开放，主要有MicroCopter, Paparazzi, AutoQuad, OpenPilot,MWC,KK, APM,PX4....MicroCopter, Paparazzi算是飞控开源的开山鼻祖，尤其Paparazzi以算法强大和稳定性著称，其下面也有很多版本，MCU采用ST和NXP的方案。

用户最多的应算APM，在经历基于Arduino的发展后，现在已经逐步过渡到PX4/Pixhawk平台，采用双ST MCU、冗余电源及传感器的方案，以满足未来更苛刻的需求和功能。

（2）商品飞控国外没有找到什么有名的商品飞控，国内到是有一堆，比如大疆的、极飞、零度、亿航....扒开外壳看下，大疆采用NXP方案(可以类比Paparazzi)，极飞ST，零度有个AT91+FPGA，亿航(呵呵，似乎是APM，只是不公开)，都可以从开源飞控找到他们影子，只要商品飞控有的功能，开源飞控都有，但是开源飞控有的功能，商品不一定有，那么商品飞控有什么特点呢？1)加了一个漂亮的外壳，尤其是铝合金的；2)加了个优化算法，比如大疆似乎有个H∞；3)简化了调参和线束。

APM飞控系统介绍APM飞控系统是国外的一个开源飞控系统，能够支持固定翼，直升机，3轴，4轴，6轴飞行器。

在此我只介绍固定翼飞控系统。

APM飞控系统主要结构和功能组成功能飞控主芯片Atmega1280/2560 主控芯片PPM解码芯片Atmega168/328 负责监视模式通道的pwm信号监测，以便在手动模式和其他模式之间进行切换。

提高系统安全惯性测量单元双轴陀螺，单轴陀螺，三轴加速度计测量三轴角速度，三轴加速度，配合三轴磁力计或gps测得方向数据进行校正，实现方向余弦算法，计算出飞机姿态。

GPS导航模块Lea-5h或其他信号gps模块测量飞机当前的经纬度，高度，航迹方向（track），地速等信息。

三轴磁力计模块HMC5843/5883模块测量飞机当前的航向（heading）空速计MPXV7002模块测量飞机空速（误差较大，而且测得数据不稳定，会导致油门一阵一阵变化）空压计BMP085芯片测量空气压力，用以换算成高度AD芯片ADS7844芯片将三轴陀螺仪、三轴加速度计、双轴陀螺仪输出温度、空速计输出的模拟电压转换成数字量，以供后续计算其他模块电源芯片，usb电平转换芯片等飞控原理在APM飞控系统中，采用的是两级PID控制方式，第一级是导航级，第二级是控制级，导航级的计算集中在medium_loop( ) 和fastloop( )的update_current_flight_mode( )函数中，控制级集中在fastloop( )的stabilize( )函数中。

导航级PID控制就是要解决飞机如何以预定空速飞行在预定高度的问题，以及如何转弯飞往目标问题，通过算法给出飞机需要的俯仰角、油门和横滚角，然后交给控制级进行控制解算。

控制级的任务就是依据需要的俯仰角、油门、横滚角，结合飞机当前的姿态解算出合适的舵机控制量，使飞机保持预定的俯仰角，横滚角和方向角。

最后通过舵机控制级set_servos_4( )将控制量转换成具体的pwm信号量输出给舵机。

四轴飞控总结详尽的介绍各种飞控来源及硬件资源核心部分四轴飞控总结详尽的介绍各种飞控来源及硬件资源核心部分从团队选择无人机项目开始，我的前期工作就是了解现在市场上所有的飞控以及功能，为接下来的无人机飞控打下基础。

现在市场上的飞控种类很多，常见的有MK、KK、KK flycam、EAGLE N6、玉兔飞控、FF、WKM、FC1212-S、MWC、FY等等，国内也是有越来越多的团队开始研究四轴飞控，其中很多属于山寨。

MK是德国的开源项目，但一般价格较贵，整个一套估计要1000多，且对模友的基础要求较高，玩的人不是很多。

KK是法国的开源项目，国内许多团队利用其开源的特点，将硬件电路和程序照搬过来然后在市场上卖，竞争比较激烈，因此价格很便宜，贵一点的也就100多便宜的只要60左右，目前最新版本是KK5.5，与其他飞控相比，KK飞控只有一个低端的陀螺仪而且不含加速度计，因此不能实现自稳，但价格低廉是其最大的优势，而且支持固定翼模式，很多模友在玩。

KK flycam是韩国的模友在KK的基础上开发的，添加了加速度计，用了更好一点的陀螺仪，因此能实现自稳，价格为145美元，目前国内卖得一般是其山寨版本，功能差不多，只有280左右。

EAGLE N6是国内一个团队刚刚研发的，使用的AVR单片机且效果很不错，支持8种飞行模式，每次启动只需要将拨码开关拨至指定模式就完成了模式的切换，且其288元的价格得到了很多模友的追捧，美中不足的是其没有加速度计，不能实现自稳，航拍性能不好。

/item.htm?id=12801941326玉兔飞控也是近期比较热门的一种飞控，由国外模友研发，采用ARM处理器，售价为288元，性价比较高。

功能特点：•主处理器，ARM32位，主频50MHZ•可以支持140g的mini小4轴，要知道小4轴比大4轴更“贼”哦。

•板载高精度数字3轴陀螺仪和3轴加速度计，实现自动稳定和自动平衡。

•8路接收通道，除了主要的4个摇杆通道外，还可以定义辅助开关通道或云台控制通道。

飞行控制系统简介自动飞行控制系统飞行控制系统（简称飞控系统)的作用是保证飞机的稳定性和操纵性，提高飞机飞行性能和完成任务的能力，增强飞行的安全性和减轻驾驶员的工作负担.深圳市瑞伯达科技有限公司，致力于成为全球无人机飞行器领导品牌，是智能化无人机飞行器及控制系统的研制开发的专业厂商，生产并提供各行业无人机应用的解决方案。

产品线涵盖各种尺寸多旋翼飞行器、专业航拍飞行器、无人机飞行控制系统、无人机地面站控制系统、高清远距离数字图像传输系统、专业级无线遥控器、高精飞行器控制模块及各类飞行器配件飞行器的自动飞行一、问题的提出早在重于空气的飞行器问世时，就有了实现自动控制飞行的设想。

1891年海诺姆．马克西姆设计和建造的飞行器上安装了用于改善飞行器纵向稳定性的飞行系统。

该系统中用陀螺提供反馈信号，用伺服作动器偏转升降舵。

这个设想在基本概念和手段上与现代飞行自动控制系统有惊人的相似,但由于飞机在试飞中失事而未能成为现实。

60年代飞机设计的新思想产生了,即在设计飞机的开始就考虑自动控制系统的作用.基于这种设计思想的飞机称为随控布局飞行器(Control Configured Vehicle 简称CCV)。

这种飞机有更多的控制面,这些控制面协同偏转可完成一般飞机难以实现的飞行任务,达到较高的飞行性能.飞控系统分类飞控系统分为人工飞行控制系统和自动飞行控制系统两大类。

由驾驶员通过对驾驶杆和脚蹬的操纵实现控制任务的系统，称为人工飞行控制系统。

最简单的人工飞行控制系统就是机械操纵系统。

不依赖于驾驶员操纵驾驶杆和脚蹬指令而自动完成控制任务的飞控系统,称为自动飞行控制系统。

自动驾驶仪是最基本的自动飞行控制系统。

飞控系统构成飞控系统由控制与显示装置、传感器、飞控计算机、作动器、自测试装置、信息传输链及接口装置组成。

控制及显示装置是驾驶员输入飞行控制指令和获取飞控系统状态信息的设备，包括驾驶杆、脚蹬、油门杆、控制面板、专用指示灯盘和电子显示器（多功能显示器、平视显示器等)。

开源飞控介绍
所谓开源飞控就是建⽴在开源思想基础上的飞⾏⾃主控制器项⽬（Open Source AutoPilot），同时包含开源软件和开源硬件，⽽软件则包含
飞控硬件中的固件和地⾯站软件。

⼀开源飞控发展
第⼀代开源飞控系统使⽤Arduino或其他类似开源电⼦平台为基础，扩展连接各种MEMS传感器，能够让⽆⼈机能平稳地飞起
来。

主要特点是模块化和可扩展能⼒。

第⼆代开源飞控系统⼤多拥有⾃⼰的开源硬件、开发环境和社区，采⽤全集成的硬件架构。

主要特点是⾼度集成、⾼可靠，其功能已经接近商业⾃动驾驶仪
第三代开源飞控系统将会在软件、⼈⼯智能以及云应⽤⽅⾯进⾏⾰新。

加⼊集群飞⾏、图像识别、⾃主避障、⾃动跟踪飞⾏等⾼级飞⾏功能，向机器视觉、集群化、开发过程平台化的⽅向发展。

⼆开源飞控介绍
Arduino飞控
APM飞控
PX4和PIXHAWK
Openpilot和Taulabs
Multiwiicopter
KK飞控
Paparazzi
三主要平台对⽐。