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四轴飞行器怎么转向我知道4轴飞行器通过控制电机转速实现侧飞和前后飞,但转向并没有舵机控制电机倾斜啊,那是怎么转向的?另外再弱弱的问一下,fpv的云台是通过什么控制转向的,怎控制?
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你得先知道四轴为什么不转,直升机如果没有尾桨会原地打转的知道吧,机身驱动旋翼旋转的时候会获得反向扭力,这个扭力必须克服才能保持机身稳定.四轴的这个反作用力是两两抵消的,两个螺旋桨正传两个反转.如果刻意通过电路控制两对螺旋桨的转速出现差异,电机获得的反向扭矩也会出现差异,这个差异就是造成机身转动改变方向的扭力云台多是随机身转向,也有用舵机或电机驱动的
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基于MWC的四旋翼飞行器组装调试及飞行控制研究.doc 7页
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基于MWC的四旋翼飞行器组装调试及飞行控制研究.doc
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基于MWC的四旋翼飞行器组装调试及飞行控制研究
　　摘 要：多旋翼飞行器是目前无人机研究领域的一个热点。本文将从四旋翼飞行器为研究对象分别从飞行器的组装调试和它的飞行控制方面进行研究，本文也会从从飞行器的组装起易发生的问题予以解答。
　　关键词：四旋翼飞行器 MWC Arduino参数 PID调试
　　本文所讲四旋翼飞行器也称为四旋翼直升机，依靠四个旋翼产生的升力进行姿态与位置控制，因此四旋翼飞行器能够实现垂直起飞与降落，相比于固定翼飞行器能够适应狭小的起降环境。四旋翼飞行器能够实现空中定点、定高，高速亦或低速稳定飞行，并且飞行器的结构紧凑，机动性能高。应用前景非常广阔。
　　2框架及硬件组成
　　四旋翼飞行器的框架模式分为X模式和十字模式【1】：十字模式的前进方向与四轴中的一个电机一致，也就是飞控板上的箭头指向其中一个电机；而在 X模式下，飞控板上箭头指向的是前端两个电机的中间位置。相比较于X模式，十字模式能够清楚的区分机头与机尾，在飞行中十字模式的修正力较小比较容易控制。X模式，依靠3轴姿态控制，4个电机都需要进行调整，所以在飞行过程中修正力较大，但是相比于十字模式，X模式更加灵活速度更快，也非常适合特技飞行。本文所讲飞行器将采用X模式。本文所述飞行器采用F450机架，新西达XXD20A电调，新西达AKV电机，1045浆，MWC MultiWii SE v2.5飞控板。
　　2.1 MWC MultiWii SE v2.5飞控板
　　MWC飞控板通常分为两个版本一个是 Atmega328P 版本另一个是Atmega2560版。本文将讲解Atmega328P版本。这是一款基于Arduino平台，实际上就是一块Arduino ProMini板加上MPU6050 数字三轴陀螺与三轴加速度传感器（自稳用），BMP085 数字气压传感器（锁定高度用），HMC5883L 三轴数字磁阻传感器（电子罗盘，锁定航向用）。
　　2.2电机与螺旋桨的搭配
　　本此研究采用的是直流无刷电机。直流无刷电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。直流无刷电机（BLCD）既具备直流电动机运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好的优势，又具有交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等特点，已广泛应用于办公自动化设备、仪器仪表、计算机外围设备、医疗器械、家用电器和航空航海等领域。
　　在四旋翼飞行器的电机驱动系统中， 控制器完成的主要工作是实现电机的转速控制。当电机开环启动后，进入闭环工作状态，通常由控制器通过 PWM 控制 MOSFET 的导通和关断，进而达到调节电机的转速的目的，四旋翼飞行器在完成不同姿态时的电机转速表如下：
　　实际上对于四旋翼飞行器，电机与螺旋桨的搭配是个非常复杂的问题，它牵扯到其自身产生的升力与飞行器自身的重量与姿态的平衡。当螺旋桨的尺寸越大，那么其产生的升力就越大，但是需要更强的驱动力。当螺旋桨的尺寸越小，其产生的升力就越小，那么其需要更高的转速以弥补其升力的不足。而用怎样的电机与螺旋桨搭配关系【2】，如下图所示：
　　2.3四旋翼飞行器动力模型【3】
　　四旋翼飞行器悬停状态动力学建模由于飞行器在飞行过程中的姿态角以及航速均是在地面坐标系下讨论的，而机体的受力分析多是在与机体固联的机身坐标系下讨论的，因此需要建立起两套参考坐标系之间的联系，这两套坐标系如图1所示，图中坐标系 RE 为地面坐标系。RB 为与机体固结的机体坐标系， 机体坐标系各坐标轴的定义为： OBZB 为垂直于机身轴线的坐标轴， 约定竖直向上为正； OBXB为与飞行器航向平行的坐标轴， 约定与飞行方向相同为正； 坐标轴 OBYB 由 OBXB和OBZB按照右手法则确定。初始状态时， 机体坐标系原点 OE与地面坐标系原点 OB重合，机体坐标系三轴与地面坐标系三轴重合。机体在地面坐标系下的航向角、 俯仰角、 横滚角三个姿态角分别记作 、θ、φ，由机体坐标系到地面坐标系的变换矩阵可以写为 ：
　　式中，Sθ表示角度θ的正弦值，Cθ表示角度θ的余弦值。根据牛顿第二定律及飞行器动力学方程和力矩平衡方程再结合相关文献，直接引用四旋翼飞行器X模式的总的动力方程式其中其中，（FX，FY，FZ） 是旋翼产生的力在机体坐标系下三个轴向上的分量，（x，y，z）为惯性坐标系下飞行器的位置。用 表示飞行器的线运动方程， 三个等式表示姿态角角速率与集体坐标轴三个角速率分量（p，q，r） 之间的关系。 三个等式表示飞行器的角运动方程【4】。
　　3 Arduino固件烧写调试
　　四旋翼飞行器所有固件组装完成后，就到了极为重要的Arduino固件烧写调试环节。
　　我们将固件上
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自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）
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=740) window.open('/up/forum//pacdzya06pv0v.jpg');" style="max-width:100%;" onload="if(is_ie6&&this.offsetWidth>740)this.width=740;" title="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）" alt="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）">这几天心血来潮想做个轻木四旋翼，今天一天就搞出来了.制作过程中考虑到要上我的无刷云台和图传,所以变得有头有尾也好看了一些.过两天上传航模摄影视频~=740) window.open('/up/forum//bqyyfayii3zfu.jpg');" style="max-width:100%;" onload="if(is_ie6&&this.offsetWidth>740)this.width=740;" title="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）" alt="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）">制作过程中还担心强度不够,最后定型了发现比以前450那种塑料机架要硬多了~完全不用担心强度问题了~报一下基本配置,4006 kv680电机 1238浆 ,天空30A四合一电调,兔子二代飞控.电池随便上.试飞基本是1/4油门悬停.轻木机架重量轻,电机效率也不错,看来做这个四旋翼航模摄影是个不错的选择.上一些制作过程的图片:=740) window.open('/up/forum//011334rbspcebsusjheosl.jpg');" style="max-width:100%;" onload="if(is_ie6&&this.offsetWidth>740)this.width=740;" title="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）" alt="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）">=740) window.open('/up/forum//011321hvq8uhq0u8u6084l.jpg');" style="max-width:100%;" onload="if(is_ie6&&this.offsetWidth>740)this.width=740;" title="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）" alt="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）">=740) window.open('/up/forum//6eev28uhvrhi.jpg');" style="max-width:100%;" onload="if(is_ie6&&this.offsetWidth>740)this.width=740;" title="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）" alt="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）">=740) window.open('/up/forum//u99u8109zq6y.jpg');" style="max-width:100%;" onload="if(is_ie6&&this.offsetWidth>740)this.width=740;" title="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）" alt="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）">=740) window.open('/up/forum//vgilzb5ighhh2g.jpg');" style="max-width:100%;" onload="if(is_ie6&&this.offsetWidth>740)this.width=740;" title="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）" alt="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）">&dl attm&=&&&(38.45 KB, 下载次数: 0)=740) window.open('/up/forum//l1kglzknj9zng.jpg');" style="max-width:100%;" onload="if(is_ie6&&this.offsetWidth>740)this.width=740;" title="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）" alt="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）">&dl attm&=&&&(36.23 KB, 下载次数: 0)=740) window.open('/up/forum//zsun5l9wqv4ldn.jpg');" style="max-width:100%;" onload="if(is_ie6&&this.offsetWidth>740)this.width=740;" title="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）" alt="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）">&dl attm&=&&&(38.68 KB, 下载次数: 0)=740) window.open('/up/forum//011337psqmcrprmw8h47gp.jpg');" style="max-width:100%;" onload="if(is_ie6&&this.offsetWidth>740)this.width=740;" title="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）" alt="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）">&dl attm&=&&&(66.09 KB, 下载次数: 0)=740) window.open('/up/forum//duy831n6jkiyn.jpg');" style="max-width:100%;" onload="if(is_ie6&&this.offsetWidth>740)this.width=740;" title="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）" alt="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）">&dl attm&=&&&(43.32 KB, 下载次数: 0)=740) window.open('/up/forum//qxhd2rj8sdjf5.jpg');" style="max-width:100%;" onload="if(is_ie6&&this.offsetWidth>740)this.width=740;" title="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）" alt="自制轻木680轴距四旋翼 四合一30A电调 4006电机（转）">
第一次看见用木头做骨架的！！
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M币238专家0
很喜欢四旋翼飞行器，这货成本高吗？
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M币494专家301
这是转贴的吧。样子不怎么样。不知道成本多少。
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M币10265专家59
好像有点不平衡，平衡做好点吧！这家伙电机还是三厢的 关心成本多少。我也想玩
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M币32162专家6
关键是成本&&毕竟很多人是烧不起的
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体积太了吧？尺寸可以弄小些吗？成本多少？想DIY一个。
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Gzip enabled&四旋翼飞行器控制系统硬件电路设计
> 四旋翼飞行器控制系统硬件电路设计
四旋翼飞行器控制系统硬件电路设计
编者按：本文基于四旋翼飞行器的工作原理和性能特点，设计了飞行器控制系统的硬件电路。系统包含微控制器模块、姿态测量模块、无线通讯模块、遥控器模块、电机驱动模块。系统能够为传感器参数测量、控制算法实现、无线通信等提供硬件平台，功耗低、可靠性高。实验结果表明，本系统能够稳定、可靠运行。
摘要：本文基于的工作原理和性能特点，设计了飞行器控制系统的硬件电路。系统包含微控制器模块、姿态测量模块、无线通讯模块、遥控器模块、模块。系统能够为传感器参数测量、控制算法实现、等提供硬件平台，功耗低、可靠性高。实验结果表明，本系统能够稳定、可靠运行。本文引用地址：引言　　是一种具有6个自由度和4个控制输入的可垂直起降、悬停、前飞、侧飞和倒飞的无人驾驶飞行器，4只旋翼可相互抵消反扭力矩，不需要专门的反扭矩桨。被广泛应用于无人侦察、森林防火、灾情监测、城市巡逻等领域。飞行控制系统是的核心部分，其性能的好坏决定了整个系统的性能。近年来，微小型四旋翼无人机的自主飞行控制得到了研究人员的广泛关注[1]。随着计算机技术和电子技术的发展，国内的小型飞行器研究开发工作逐渐升温，许多公司形成了产业。例如大疆公司将四轴飞行器等多轴飞行器实现了商业化应用。国内研究的重点主要为三个方面：姿态控制、传感器技术发展以及新材料的应用、电池领域技术的研究。典型代表有哈工大、北京航空航天大学、南京航空航天大学、国防科技大学等[2]。在控制算法上，先进PID控制得到广泛应用[3-4]。　　本文以ARM Cortex-M3架构的C8T6作为飞行器控制处理器，以MPU-6050作为飞行器的姿态传感器，以低功耗2.4GHz的nRF24L01作为无线传输器件，以HC-RS04超声波作为障碍物报警传感器设计系统硬件电路。经过实验调试，硬件系统能够稳定、可靠运行。1 系统总体结构设计1.1 物理结构设计　　四旋翼飞行器由一个十字支架和四个螺旋桨组成，支架中间安放飞行控制处理器及外部设备，四个螺旋桨半径和角度相同，呈左、右、前、后四个方向两两对称排列。四个电机对称安装在支架端，其中，电机1和电机3逆时针旋转，电机2和电机4顺时针旋转，通过改变四个电机的转速来控制电机的运行状态。其结构形式如图1所示。1.2 工作原理　　四旋翼飞行器在工作时，是通过电机调速系统对四个电机的转速进行调节，以实现升力的不同变化，从而控制飞行器的运行状态。飞行器的电机1和电机3呈逆时针旋转，电机2和电机4呈顺时针旋转，此时飞行器的陀螺效应和空气扭矩效应均被抵消，从而保证飞行器能够平衡稳定的飞行。通过适当地改变电机的转速，来控制飞行器的飞行状态。1.3 飞行器控制系统总体系统设计　　飞行控制系统分为地面和机载两部分，其在物理上是彼此单独的，在逻辑上是彼此相连的。地面部分又分为地面站部分和遥控器部分，这两部分相互独立。整个飞行控制系统由微控制器模块、无线模块、模块、姿态测量模块、高度测量模块、报警电路模块、地面站和遥控器等部分组成。系统总体框图如图2所示。2 系统主要功能模块硬件电路设计2.1 微控制器模块　　本控制系统是一个多输入多输出系统，控制模块的主要输入信号有各个传感器的测量数据，输出信号为四路变脉宽电机控制信号，需要多个定时/计数器控制信号脉宽。系统需要处理很多传感器传来的数据，并且需要将数据送回地面系统，需要实时控制，响应速度必须要快。此外，本系统传感器的接口多样化，需要更多样的接口才能便于软件读取。基于这些需求，本设计中飞行器微处理器模块选用ARM Cortex-M3内核的F103C8T6，它的时钟频率可以达到72MHz，并且拥有IIC总线接口、JTAG接口、SPI接口、AD采集接口、多路PWM输出和多个串口，便于多样化传感器的挂接和程序的下载与调试。此微控制器具有8个定时器，对于信号采集和PWM输出均能满足。2.2 姿态测量模块　　四旋翼飞行器受电机振动和外界干扰影响较大，精确数学模型建立较难，且其载重有限，一般以惯性器件作为姿态测量装置，姿态测量部件是整个硬件系统的重要部分。本设计综合考虑硬件设计原则，采用MPU-6050作为飞行器的姿态传感器。MPU-6050通过IIC协议接口进行通讯，只需要将MPU-6050的SDA数据线和SCL时钟线与通用I/O口相连接，其电路如图3所示。为了稳定输出，避免空闲总线开漏，利用R2与R3作为SDA和SCL的上拉电阻，提高总线的负载能力。电路中C9为数字供电电压滤波电容，C8为校准滤波电容，C10为电荷泵电容，C11为供电电压滤波电容。2.3 无线通讯模块　　系统在这三个方面需要无线通讯：首先需要将遥控器的信号通过无线模块发送出去。其次，地面站需要接收飞控端的姿态数据，并需要发送控制参数。最后，在飞控端需要接收遥控器和地面站的数据。结合通讯距离，成本等因素，本设计选用nRF24L01无线模块器件。其发射电路可以通过LC振荡电路构成。为了便于维修，利用接口将无线模块独立出来。2.3.1 遥控器模块　　本设计采用摇杆控制方式，利用数-模转换器将摇杆的模拟量转化为数字量，再将转化后的数字信号传递给小型控制器，经过一定的数据处理，通过无线发射出去，供飞行器控制器接收利用。采用nRF24L01作为遥控器的无线发射器件，为了便于数-模转换，遥控器摇杆采用摇杆电位器，通过采集电位器的电压值去衡量遥控的行程量;由于遥控器处理信号单一，不需要高速的处理器，采用8位的51单片机STC89C52RC作为遥控器的控制器，用来采集摇杆的模拟信号和发送采集到的数据。采用PCF8591作为数据获取器件，其含有4路模拟量输入，1路模拟量输出，属于标准的IIC通讯，能够满足本设计要求。遥控器硬件电路如图4所示。
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