杨 刚，千 博，陈建安，郑春红，李威威

(西安电子科技大学 超高速电路设计与电磁兼容教育部重点实验室，陕西 西安 710071)

四轴飞行器(quadcopter)是一种可以垂直起降的无人机，具有轻巧便携、操控简便、 机动性及环境适应性强、制造和应用成本低廉等特点，国内外越来越多的院校、科研机构和制造商纷纷投入其研究与生产的行列。以四轴飞行器为代表的多旋翼飞行器在航空摄影、大地测绘、资源勘查、大气监测、森林防火、灾难救援及公共安全、反恐、侦查等领域有着非常广阔的应用前景[1]。

由于近年四轴飞行器的兴起，尤其是在校学生对其具有非常浓厚的兴趣，以四轴飞行器的设计作为嵌入式实验的课程不仅满足了在校学生对兴趣的追求，而且能够起到学以致用的作用，符合电子信息工程专业的嵌入式实验教学的要求。

1 四轴飞行器的结构与飞行原理

四轴飞行器的机械结构在1907年的 Gyroplane No.I载人飞行器原型机设计成功时就已经确定，一直延续至今，不过现在设计的小型四轴无人飞行器的中心位置的驾驶舱由控制系统代替。

四轴飞行器的结构主要有机架、无刷电机及电调、旋翼和飞行控制计算机等4部分组成。

1)机架是连接各个部分的机械部分，支撑飞行器的飞行和各个部分的位置安装与固定。

2)无刷电机及电调为四轴飞行器提供动力。

3)螺旋桨是在无刷电机的带动下旋转，与空气相互作用提供升力，使四轴飞行器离开地面，应用在四轴飞行器中的螺旋桨旋转方向有正反两种。……