王 丙， 王 琪， 张 震， 高进可

(1.江苏科技大学 张家港校区 机电与汽车工程学院，江苏 张家港 215600;2.江苏科技大学 苏州理工学院 机电与动力工程学院，江苏 张家港 215600)



基于ARM的多传感器四旋翼飞行器控制系统设计*

王 丙1， 王 琪1， 张 震1， 高进可2

(1.江苏科技大学 张家港校区 机电与汽车工程学院，江苏 张家港 215600;2.江苏科技大学 苏州理工学院 机电与动力工程学院，江苏 张家港 215600)

为改变以传统嵌入式处理器的四翼飞行器的控制方式，基于四旋翼飞行器的工作原理和性能特点，提出了一种基于ARM Cortex—M7的嵌入式处理器的飞行控制系统的设计和实现方案。阐述了四旋翼飞行器的物理结构与飞行原理，给出了硬件系统总体方案；在整合各功能模块的基础上，对系统硬件电路进行设计，并进行了模拟仿真运行和实验验证。仿真与实验表明：设计能够保证系统的高稳定性，能满足飞行器起飞、悬停、侧飞等飞行模态的控制要求。

ARM; 多传感器; 四翼飞行器; 控制系统硬件电路设计

0 引 言

近年来，随着传感器技术、数字图像处理技术、信号与系统处理技术的迅速发展，以及各种新材料、新能源的广泛应用，国内的小型飞行器的研究开发工作逐渐升温，许多形成了产业[1,2]。但国内研究方向的重点主要分为3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[3]。在控制算法上，卡尔曼滤波算法、神经网络控制算法等得到广泛应用。

四旋翼飞行器具有线性度差、耦合性强等特点，需要通过无刷电调来控制4个无刷电机实现由4个输入量，6个自由度的欠驱动系统的平衡控制,同时这也使得飞行器控制系统的设计比较困难[4]。……