民用多旋翼航拍無人機(jī)飛行設(shè)計(jì)初稿(4)

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目民用四旋翼無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)院名稱船山學(xué)院指導(dǎo)教師徐祖華職稱副教授班級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化12級(jí)01班學(xué)號(hào)20129450109學(xué)生姓名譚佳龍2016年5月20日南華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書學(xué)院：船山學(xué)院題目：民用四旋翼無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)起止時(shí)間：2015年12月至2016年5月學(xué)生姓名：譚佳龍專業(yè)班級(jí)：電氣工程及其自動(dòng)化12級(jí)01班指導(dǎo)老師：徐祖華教研室主任：肖金鳳院長(zhǎng)：王新林2015年12月20日設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容及要求1?背景資料1.1四旋翼結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是一種最簡(jiǎn)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(shí)協(xié)調(diào)控制四個(gè)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(jié)構(gòu)形式，主要是因?yàn)榭偩嗫刂坪椭芷谧兙嗫刂齐m然設(shè)計(jì)精巧，控制靈活，但其復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)卻使它無法再小型四旋翼飛行器設(shè)計(jì)中應(yīng)用。另外，四旋翼飛行器的旋翼效率相對(duì)很低，從單個(gè)旋翼上增加拉力的空間是非常有限的，所以采用多旋翼結(jié)構(gòu)形式無疑是一種提高四旋翼飛行器負(fù)載能力的最有效手段之一。至于四旋翼結(jié)構(gòu)存在控制量較多的問題，則有望通過設(shè)計(jì)自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)來解決。四旋翼飛行器采用四個(gè)旋翼作為飛行的直接動(dòng)力源，旋翼對(duì)稱分布在機(jī)體的前后、左右四個(gè)方向，

3、四個(gè)旋翼處于同一高度平面，且四個(gè)旋翼的結(jié)構(gòu)和半徑都相同，旋翼1和旋翼3逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，旋翼2和旋翼4順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，四個(gè)電機(jī)對(duì)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(jì)算機(jī)和外部設(shè)備。1.2四旋翼無人機(jī)除了飛行動(dòng)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(shí)采用氣壓計(jì)和三軸陀螺儀作為輔助穩(wěn)定系統(tǒng)1?3附加模塊：電動(dòng)起落架、三軸云臺(tái)、航拍相機(jī)、降落傘、圖像傳輸模塊、數(shù)字信號(hào)傳輸模塊、PWM遙控器等2.設(shè)計(jì)內(nèi)容2.1整體方案設(shè)計(jì)。2.2電機(jī)、機(jī)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(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容。2.3飛行控制系統(tǒng)以及電子調(diào)速器的設(shè)計(jì)。屬于設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容。2.4飛行控制系統(tǒng)算法的設(shè)計(jì)。屬于設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容。2.5附加功能的設(shè)計(jì)。3.論文要求4.1獨(dú)立完成設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容。4.2獨(dú)立撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一篇（不少于15000字）。4.3畢業(yè)設(shè)計(jì)論文符合學(xué)校規(guī)定的論文格式、圖表規(guī)范。4.4畢業(yè)設(shè)計(jì)的有關(guān)資料存入磁盤（或刻錄光盤）。5.進(jìn)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(bào)告。2016年2月:方案設(shè)計(jì)。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(diào)速器的設(shè)計(jì)方案。2016年4月：飛行控制系統(tǒng)以及電子調(diào)速器的設(shè)計(jì)。2016年5月：調(diào)試代碼，試飛，撰寫、修改畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。指導(dǎo)教師：2015年12月22口畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述題目：民用四旋翼無人機(jī)的設(shè)計(jì)學(xué)院：船山學(xué)院指導(dǎo)老師：徐祖華職稱：副教授班級(jí)：電力01班學(xué)號(hào)：20129450109學(xué)生姓名：譚佳龍2016年01月20日民用四旋翼無人機(jī)的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述摘要：無人機(jī)航拍影像具有高清晰、大比例尺、小面積、高現(xiàn)勢(shì)性的優(yōu)點(diǎn)。特別適合獲取帶狀地區(qū)航拍影像（公路、鐵路、河流、水庫(kù)、海岸線等）。且無人駕駛

6、飛機(jī)為航拍攝影提供了操作方便，易于轉(zhuǎn)場(chǎng)的遙感平臺(tái)。起飛降落受場(chǎng)地限制較小，在操場(chǎng)、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(zhuǎn)場(chǎng)等非常容易，本文詳細(xì)講述航拍無人機(jī)發(fā)展歷程、現(xiàn)狀以及未來航拍無人機(jī)的發(fā)展。關(guān)鍵詞：多旋翼發(fā)展歷程航拍無人機(jī)刖旨多旋翼無人機(jī)發(fā)展歷程20世紀(jì)40年代，二戰(zhàn)屮無人靶機(jī)用于訓(xùn)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(jī)改裝成為特殊研究或者是靶機(jī)，成為近代無人機(jī)使用趨勢(shì)的先河。隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，無人機(jī)在擔(dān)任偵查任務(wù)的角色上開始展露他的彈性與重要性。20世紀(jì)55年到74年

7、的越南戰(zhàn)爭(zhēng)，海灣戰(zhàn)爭(zhēng)乃至北約空襲南斯拉夫的過程中,無人機(jī)都被頻繁地用于執(zhí)行軍事任務(wù)。1982年以色列航空工業(yè)公司（1A1）首創(chuàng)以無人機(jī)擔(dān)任其他角色的軍事任務(wù)。在加利利和平行動(dòng)（黎巴嫩戰(zhàn)爭(zhēng)）時(shí)期，偵察者無人機(jī)無人機(jī)系統(tǒng)曾經(jīng)在以色列陸軍和以色列空軍的服役中擔(dān)任重要戰(zhàn)斗角色。以色列國(guó)防軍主要用無人機(jī)進(jìn)行偵察兵，情報(bào)收集，跟蹤和通訊。1991年的沙漠風(fēng)暴作戰(zhàn)當(dāng)屮，美軍曾經(jīng)發(fā)射專門設(shè)計(jì)欺騙雷達(dá)系統(tǒng)的小型無人機(jī)作為誘餌，這種誘餌也成為其他國(guó)家效彷的對(duì)象。1996年3刀，美國(guó)國(guó)家航空航天局研制岀兩架試驗(yàn)機(jī)：X-36試驗(yàn)型無尾無人戰(zhàn)斗

8、機(jī)。該機(jī)長(zhǎng)5.7米，重88公斤，其大小相當(dāng)于普通戰(zhàn)斗機(jī)的28%。該機(jī)使用的分列式副翼和轉(zhuǎn)向推力系統(tǒng)比常規(guī)戰(zhàn)斗機(jī)更具有靈活性。水平垂直的機(jī)尾既減輕了重量和拉力，也縮小了雷達(dá)反射截面。無人駕駛戰(zhàn)斗機(jī)將執(zhí)行的理想任務(wù)是壓制敵防空、遮斷、戰(zhàn)斗損失評(píng)估、戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)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(wù)。20世紀(jì)晚期之前，他們不過是比