民用多旋翼航拍無人機飛行設計初稿(4)

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1、畢業(yè)設計（論文）題目民用四旋翼無人機飛行控制系統(tǒng)的設計學院名稱船山學院指導教師徐祖華職稱副教授班級電氣工程及其自動化12級01班學號20129450109學生姓名譚佳龍2016年5月20日南華大學畢業(yè)設計（論文）任務書學院：船山學院題目：民用四旋翼無人機飛行控制系統(tǒng)的設計起止時間：2015年12月至2016年5月學生姓名：譚佳龍專業(yè)班級：電氣工程及其自動化12級01班指導老師：徐祖華教研室主任：肖金鳳院長：王新林2015年12月20日設計（論文）內容及要求1?背景資料1.1四旋翼結構被認為是一種最簡單和最直觀的穩(wěn)定控制

2、形式。但由于這種形式必須同時協(xié)調控制四個旋翼的狀態(tài)參數(shù)，這里四旋翼飛行器重新考慮采用這種結構形式，主要是因為總距控制和周期變距控制雖然設計精巧，控制靈活，但其復雜的機械結構卻使它無法再小型四旋翼飛行器設計中應用。另外，四旋翼飛行器的旋翼效率相對很低，從單個旋翼上增加拉力的空間是非常有限的，所以采用多旋翼結構形式無疑是一種提高四旋翼飛行器負載能力的最有效手段之一。至于四旋翼結構存在控制量較多的問題，則有望通過設計自動飛行控制系統(tǒng)來解決。四旋翼飛行器采用四個旋翼作為飛行的直接動力源，旋翼對稱分布在機體的前后、左右四個方向，

3、四個旋翼處于同一高度平面，且四個旋翼的結構和半徑都相同，旋翼1和旋翼3逆時針旋轉，旋翼2和旋翼4順時針旋轉，四個電機對稱的安裝在飛行器的支架端，支架中間空間安放飛行控制計算機和外部設備。1.2四旋翼無人機除了飛行動力系統(tǒng)以外還有飛行控制系統(tǒng)，飛行控制系統(tǒng)采用STM32作為主控芯片，同時采用氣壓計和三軸陀螺儀作為輔助穩(wěn)定系統(tǒng)1?3附加模塊：電動起落架、三軸云臺、航拍相機、降落傘、圖像傳輸模塊、數(shù)字信號傳輸模塊、PWM遙控器等2.設計內容2.1整體方案設計。2.2電機、機架材料、槳的選型。要求具有平穩(wěn)飛行、懸停、定高、航拍

4、等功能。屈于設計的重點內容。2.3飛行控制系統(tǒng)以及電子調速器的設計。屬于設計的重點內容。2.4飛行控制系統(tǒng)算法的設計。屬于設計的重點內容。2.5附加功能的設計。3.論文要求4.1獨立完成設計的全部內容。4.2獨立撰寫畢業(yè)設計論文一篇（不少于15000字）。4.3畢業(yè)設計論文符合學校規(guī)定的論文格式、圖表規(guī)范。4.4畢業(yè)設計的有關資料存入磁盤（或刻錄光盤）。5.進度安排2015年12月?2016年1月：資料收集、整理，撰寫文件綜述和開題報告。2016年2月:方案設計。2016年3月：各部件選型以及初步確定飛行控制系統(tǒng)和電子

5、調速器的設計方案。2016年4月：飛行控制系統(tǒng)以及電子調速器的設計。2016年5月：調試代碼，試飛，撰寫、修改畢業(yè)設計論文、畢業(yè)設計答辯。指導教師：2015年12月22口畢業(yè)設計（論文）文獻綜述題目：民用四旋翼無人機的設計學院：船山學院指導老師：徐祖華職稱：副教授班級：電力01班學號：20129450109學生姓名：譚佳龍2016年01月20日民用四旋翼無人機的設計的設計文獻綜述摘要：無人機航拍影像具有高清晰、大比例尺、小面積、高現(xiàn)勢性的優(yōu)點。特別適合獲取帶狀地區(qū)航拍影像（公路、鐵路、河流、水庫、海岸線等）。且無人駕駛

6、飛機為航拍攝影提供了操作方便，易于轉場的遙感平臺。起飛降落受場地限制較小，在操場、公路或其它較開闊的地面均可起降，其穩(wěn)定性、安全性好，轉場等非常容易，本文詳細講述航拍無人機發(fā)展歷程、現(xiàn)狀以及未來航拍無人機的發(fā)展。關鍵詞：多旋翼發(fā)展歷程航拍無人機刖旨多旋翼無人機發(fā)展歷程20世紀40年代，二戰(zhàn)屮無人靶機用于訓練防空炮手。1945年，第二次世界大戰(zhàn)之後將多於或者是退役的飛機改裝成為特殊研究或者是靶機，成為近代無人機使用趨勢的先河。隨著電子技術的進步，無人機在擔任偵查任務的角色上開始展露他的彈性與重要性。20世紀55年到74年

7、的越南戰(zhàn)爭，海灣戰(zhàn)爭乃至北約空襲南斯拉夫的過程中,無人機都被頻繁地用于執(zhí)行軍事任務。1982年以色列航空工業(yè)公司（1A1）首創(chuàng)以無人機擔任其他角色的軍事任務。在加利利和平行動（黎巴嫩戰(zhàn)爭）時期，偵察者無人機無人機系統(tǒng)曾經(jīng)在以色列陸軍和以色列空軍的服役中擔任重要戰(zhàn)斗角色。以色列國防軍主要用無人機進行偵察兵，情報收集，跟蹤和通訊。1991年的沙漠風暴作戰(zhàn)當屮，美軍曾經(jīng)發(fā)射專門設計欺騙雷達系統(tǒng)的小型無人機作為誘餌，這種誘餌也成為其他國家效彷的對象。1996年3刀，美國國家航空航天局研制岀兩架試驗機：X-36試驗型無尾無人戰(zhàn)斗

8、機。該機長5.7米，重88公斤，其大小相當于普通戰(zhàn)斗機的28%。該機使用的分列式副翼和轉向推力系統(tǒng)比常規(guī)戰(zhàn)斗機更具有靈活性。水平垂直的機尾既減輕了重量和拉力，也縮小了雷達反射截面。無人駕駛戰(zhàn)斗機將執(zhí)行的理想任務是壓制敵防空、遮斷、戰(zhàn)斗損失評估、戰(zhàn)區(qū)導彈防御以及超高空攻擊，特別適合在政治敏感區(qū)執(zhí)行任務。20世紀晚期之前，他們不過是比