多功能智能飞控研究与实现开题报告

1. 研究目的与意义

研究背景：近十几年来，随着电子科技和经济社会的发展，人民生活水平在不断地提高，随之而来的是对生活水平的质量也有了进一步的追求。随着微机械传感技术、全球卫星导航技术、自动控制技术、通信技术的不断发展，无人机已经逐渐进入实用阶段。在军事上无人机已经从单纯的空中侦察到现在的空中监控、导弹攻击、火力制导、通信中继、边界巡逻、甚至战斗任务中都发挥了重要的作用，取得了良好的军事效益，各个国家都给予了相当程度的关注。在民用和警用领域，无人机同样发挥着重要的作用。无人机在航空摄影、地理测绘、遥测遥感、大气监测、环境保护、资源勘探、通信中继、电力巡线、农药喷洒等领域也完全可以替代有人机，具有光明的应用前景。目前，无人机飞行控制系统仍属于国际前沿技术，因为其运用价值显著，有必要自主创新，研制具有自主知识产权的无人机飞行控制系统。因此，为了使制造的无人机满足实际使用需要，研制一种低成本多功能的智能飞控系统具有重要意义。

研究目的：研究多功能智能飞控系统，使无人机能够在飞行过程中保持相对稳定的状态，根据不同情况调整自身状态并且能够完成多种功能，以实现用户的不同需求。

研究意义：飞控系统是无人机的核心技术和主要技术门槛，在无人机特别是消费级无人机市场发展异常火热的今天，飞控系统的研发对于无人机以及军民用飞机的核心作用进一步凸显，而在民用微型无人机的研发设计中，多功能智能飞控系统的作用更为重要。因此本论文讨论研究多功能智能飞控的设计与实现，利用四旋翼无人机的结构简单、成本低廉、体积小、控制简单、重量较轻等特点，采用低成本高性能的stm32芯片，arm 处理器由于其高效的指令系统和丰富的片上资源，在各种嵌入式系统中被广泛采用并呈现出主导优势，利用其资源丰富速度快，可用管脚多等特点，设计多功能智能飞控系统，以实现一些基本功能，为民用微型多功能无人机的实现提供基础。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

运用通信原理、数字信号处理等相关知识，学习c语言的通信与控制系统实现与集成，实现多功能智能飞控系统。设计实现一种基于stm32芯片构成的多功能智能飞控系统，利用mpu6050获取三个加速度分量和三个旋转角速度，检测各种各样的反馈信息与设定偏差的大小，运用相应算法结算出飞行器的姿态信息，利用气压计解算出高度信息，利用多种信息并使用相应算法实现系统的自稳定功能，利用stm32的定时器输出pwm波来控制舵机从而控制飞行器飞行的一系列功能。

预期目标：

3. 研究的方法与步骤

1.研究方法：

（1）文献研究法。通过著作、报刊、杂志、网络等各种渠道， 了解无人机飞控系统的研究现状， 吸收和借鉴先进的理念，及时洞悉无人机飞控系统研究的最新情况，给课题实验与研究以有力的指导。

（2） 比较分析法。对无人机飞控系统设计方案定期检测，发现问题，对比国内完善的无人机飞控系统找出系统的漏洞，改进方案。

4. 参考文献

[1]刘宏兴. 基于stm32f429的植保无人机飞控系统的设计[d].吉林大学,2019.

[2]杨成顺.多旋翼飞行器建模与飞行控制技术研究[d].江苏:南京航空航天大学,2013.

[3]胡庆.基于stm32单片机的无人机飞行控制系统设计[d].江苏:南京航空航天大学,2012.

5. 计划与进度安排

2022年1月5日-2022年3月1日，有针对性的学习课题相关资料,学习相关学科的基础知识，学习实验所需软硬件的相关知识。

2022年3月2日-2022年3月20日，设定实验方案，采集实验数据。

2022年3月21日-2022年4月25日，进一步理论分析，进行实验，开发相关软硬件系统。