洪淼淼

摘 要：四旋翼飞行器是一种结构新颖、性能优越的飞行器，具有操作灵活，带负载能力强等特点，已经被很多的科研人员所重视，在军用和民用的范围都会有很大的发展。四旋翼自主飞行器是一种四个螺旋桨与四个电调联合搭配，实现无人操作按要求飞行的设计。本系统由飞行控制器模块、电机模块、姿态采集模块、超声波测高模块、电源模块组成，采用经典PID控制作为控制算法，完成不同的运动状态，比如：上升、降落、悬停、偏航、滚转、俯仰等运动。通过仿真实验结果显示，PID控制方法能够有效地使飞行器姿态角与高度达我们想要目标值，得到了稳定的飞行状态。

关键词：四旋翼飞行器;PID控制

1前言

四旋翼飞行器机械结构较为简单且飞行的机动能力灵活，可以在小的区域内起飞，侦察，降落。四旋翼飞行器的研究价值主要在于其自主飞行的技术，对于四旋翼飞行器应用领域的特殊性，其准确度、高效性以及灵活的侦查能力得到了充分的运用，使四旋翼飞行器在世界上引起了研究热潮。

2系统方案

本系统主要由飞行控制器模块、电机模块、姿态采集模块、超声波测高模块、电源模块等组成，下面分别论证这几个模块的选择。

2.1电机模块的选择

选择直流无刷电机。直流无刷电机能量密度高、力矩大、重量轻，采用非接触式的电子换向方法，消除了电刷磨损，较好地解决了直流有刷电机的缺点，适用于对功率重量比敏感的用途，同时增强了电机的可靠性。……