四旋翼无人机结构设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着mems传感器、无刷电机、单片机以及锂电池技术的发展，四旋翼飞行器现在已经成为航模界的后起之秀。与固定翼飞行器相比之下四旋翼飞行器具有结构简单，控制起来非常方便，能够垂直起降，成本非常的低、稳定性也高，机动性非常强等特点。

目前国外四旋翼飞行器的研究也是主要集中在飞行器姿态控制系统的新的理论的研究,比如：神经元网络控制算法、模糊自适应控制算法等。国外还在四旋翼飞行器的自主飞行以及多机协同运作等方面有很多研究。

四旋翼无人机广泛应用于民用与军事领域。在民用可以代替有人机完成一些任务，在军事上有很强的战场生存能力。因此在这些领域应用广泛，如军事侦查、农林业调查、灾害检测、输电线巡查、玩具航模、航拍、气象探测等。四旋翼无人机的飞行原理虽然简单，但是涉及到的知识面非常的广，从机体结构的设计、传感器滤波算法、控制系统的设计和软件的设计都需要理论的支持。廉价并且高性能的无人机的研究将会拥有巨大的经济效益，能够对我国的科研事业起到巨大的推动作用。

2. 研究内容和预期目标

一、主要研究内容：

1、研究四旋翼无人机飞行原理、动作原理、姿态控制原理；

2、根据四旋翼无人机运动功能确定系统结构框架；

3. 研究的方法与步骤

研究方法：基于mems传感器的姿态参考系统，通过对姿态测量传感器数据的分析，设计出有效去噪的滤波方法；通过大量的查找资料对姿态解算算法和数据融合算法有了更深的理解，最后应用于设计的飞行控制器上实现姿态角的测量。通过实验数据和曲线验证该姿态参考系统能稳定的工作，具有很好地工作性能。

研究步骤：

1、研究四旋翼无人机飞行原理、动作原理、姿态控制原理；

4. 参考文献

[1]姜成平.一种四旋翼无人机控制系统的设计与实现研究[d].哈尔滨工业大学.2014

[2] 郭晓鸿.微型四旋翼无人机控制系统设计与实现[d].南京航空航天大学.2012

[3] 王璐.四旋翼无人飞行器控制技术研究[d]哈尔滨工程大学.2012

5. 计划与进度安排

1、3月1日-3月20日 查阅文献资料，确定毕业设计工作任务，翻译外文文献，分析任务目标，确定总体方案；

2、3月21日-4月10日 研究四旋翼无人机工作原理，确定系统结构框架；

3、4月11日-5月1日 四旋翼无人机硬件系统设计；