吴司林　王强　蓝东浩

【摘 要】随着信息化时代的蓬勃发展，科学技术不断更新，飞行器被广泛的应用在军事侦查、航拍以及民用快递运输等诸多行业。同时飞行器本身也向着飞行控制简单、飞行续航时间长、自动寻航等方面发展。飞行器以Cortex-M3为内核的STM32F103C8T6芯片做为主控，由无线通讯模块NRF24L01、加速度和角速度传感器MPU6050芯片、空心杯电机驱动，以及电源管理模块等五部分组成。控制器通过读取自身传感器实时采集数据并处理数据，利用卡尔曼滤波算法和互补滤波算法对飞行器进行姿态解算，再通过数字PID控制器、模糊算法等控制算法控制电机输出，实现飞行器在空中稳定的飞行[1]。

【关键词】四轴飞行器；无线通讯；姿态解算；PID控制算法；模糊算法

中图分类号： TP391.8 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）09-0097-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.09.045

Design and implementation of aircraft based on STM32 microprocessor

WU Si-lin WANG Qang LAN Dong-hao

（North Minzu University，Ningxia Yinchuan City，750021，China）

【Abstract】With the vigorous development of the information age and the continuous updating of science and technology， the aircraft has been widely used in military reconnaissance， aerial photography and civil express transportation.At the same time， the aircraft itself is developing towards the simple flight control， long endurance and automatic navigation.Aircraft with architecture M3 as the kernel STM32F103C8T6 chip as master， by the wireless module NRF24L01 MPU6050， acceleration and angular velocity sensor chip， hollow cup motor drive， and power management module of five parts.Controller by reading their own sensor real-time acquisition data and processing data， using kalman filter algorithm and complementary filter algorithm for aircraft attitude algorithm， and through the digital PID controller， fuzzy algorithm， such as control algorithm to control motor output， to achieve stable flying aircraft in the air.

【Key words】Four-axis aircraft；Wireless communication；Attitude calculation；PID control algorithm；Fuzzy algorithm

目前飛行器广泛应用于军事、民用以及科学研究等多个领域。在抗险救灾、喷洒农药、监控巡逻、航拍等方面的运用凸显出了飞行器的实用价值。飞行器逐渐成为了一个新兴的行业。多旋翼飞行器作为一个智能化的参品无论是在稳定性、可靠性和安全性等技术方面还是在实用性方面都提出了很高的要求。飞行器首先要考虑的是空中悬停，无人机悬停控制算法的设计过程往往很复杂，需要考虑各种因素；其次就是承载能力，作业时飞行器不可能空载而飞，需要带各种作业所需工具；最后需要考虑的是飞行器飞行时间。因此，要解决飞行器稳定可靠长时间的飞行，控制算法的设计、电源的处理和结构的设计是重要问题。……