一种多旋翼飞行器的控制系统技术方案

一种多旋翼飞行器的控制系统，包括机载部分和地面站部分，机载部分包括RC接收机、传感器MTI‑G单元、ARM嵌入式控制器、WIFI无线通讯模块、AVR单片机、信号转换模块、电子调速器和多个螺旋桨驱动电机，地面站部分包括地面站和RC遥控器，RC接收机上设置有手动自动切换通道，当手动自动切换通道的开关拨向手动方向时，RC接收机用于接收RC遥控器发出的控制信号并将控制信号传输给AVR单片机，此时AVR单片机决绝接收ARM嵌入式控制器传输的控制量数据，实现多旋翼飞行器的控制系统的手动控制。该控制系统体积小，重量轻，运算能力强，电源供应简单，抗干扰能力强，自动和手动控制模式切换方便，而且系统的安全性和模块化方面都有较大的提升。

A control system for multi rotor aircraft

A control system for a multi rotor aircraft, including the airborne part and ground station, including airborne RC receiver, MTI G ARM sensor unit, embedded controller, WIFI wireless communication module, AVR MCU, signal conversion module, electronic governor and a plurality of propeller driven motor, the ground station includes ground station and RC remote control for the RC receiver is provided with manual and automatic switching channel, when the switch manual automatic channel switching to manual dial direction, RC receiver for receiving RC control signal sent by the remote controller and the control signal is transmitted to the AVR microcontroller to control the amount of data at the AVR MCU ARM embedded controller receives refuse transfer, realize manual control system multi rotor aircraft. The control system has the advantages of small size, light weight, strong operation ability, the power supply has the advantages of simple, strong anti-jamming capability, automatic and manual control mode switch is convenient, and the safety and the modular system has been improved greatly.

【技术实现步骤摘要】
一种多旋翼飞行器的控制系统
本专利技术属于飞行器领域，尤其是涉及一种多旋翼飞行器的控制系统。
技术介绍
现有技术中，多旋翼飞行器通过无刷电机带动螺旋桨来提供升力，但是现有技术中的控制装置无法满足多旋翼飞行器的要求，由于多旋翼飞行器通常体积和负载能力都较小，要求控制装置体积小重量轻，运算能力强，电源供应简单，抗干扰能力强，自动和手动切换不方便，而且在系统的安全性和模块化方面也有较高的要求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种多旋翼飞行器的控制系统，采用AVR单片机，能够实时读取飞行器的状态信息，实时计算飞行器的滚转方向和俯仰方向，与地面保持实时通讯，确保飞行器的安全性。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种多旋翼飞行器的控制系统，包括机载部分和地面站部分，机载部分包括RC接收机、传感器MTI-G单元、ARM嵌入式控制器、WIFI无线通讯模块、AVR单片机、信号转换模块、电子调速器和多个螺旋桨驱动电机，地面站部分包括地面站和RC遥控器，其中传感器MTI-G单元用于获取多旋翼飞行器飞行时的实时状态信息，并将实时状态信息传输给ARM嵌入式控制器；ARM嵌入式控制器同时与地面站之间通过WIFI无线通讯模块进行双向无线通讯，将多旋翼飞行器飞行时的实时状态信息传输给地面站，地面站运行终端软件，实时显示多旋翼飞行器飞行时的实时状态信息；ARM嵌入式控制器根据多旋翼飞行器飞行时的实时状态信息运行控制算法，实时计算出滚转方向和俯仰方向的控制量，并将控制量传输给AVR单片机；AVR单片机将数字型的控制量转换为PWM信号并传输给信号转换模块；信号转换模块将PWM信号转换为电信号并传输给电子调速器执行，电子调速器控制多个螺旋桨驱动电机的运行；RC接收机上设置有手动自动切换通道，当手动自动切换通道的开关拨向手动方向时，RC接收机用于接收RC遥控器发出的控制信号并将控制信号传输给AVR单片机，此时AVR单片机决绝接收ARM嵌入式控制器传输的控制量数据，实现多旋翼飞行器的控制系统的手动控制。所述的多旋翼飞行器飞行时的实时状态信息包括惯性导航测量单元的数据和GPS全球定位系统单元的数据。所述的惯性导航测量单元的数据包括3轴角度、3轴角速度和3轴加速度。所述的GPS全球定位系统单元的数据包括经纬度和高度。相对于现有技术，本专利技术所述的多旋翼飞行器的控制系统具有以下优势：本专利技术所述的多旋翼飞行器的控制系统体积小，重量轻，运算能力强，电源供应简单，抗干扰能力强，自动和手动控制模式切换方便，而且系统的安全性和模块化方面都有较大的提升。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术所述的多旋翼飞行器的控制系统的结构示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如图1所示，一种多旋翼飞行器的控制系统，包括机载部分和地面站部分，机载部分包括RC接收机、传感器MTI-G单元、ARM嵌入式控制器、WIFI无线通讯模块、AVR单片机、信号转换模块、电子调速器和多个螺旋桨驱动电机，地面站部分包括地面站和RC遥控器，其中传感器MTI-G单元用于获取多旋翼飞行器飞行时的实时状态信息，并将实时状态信息传输给ARM嵌入式控制器；ARM嵌入式控制器同时与地面站之间通过WIFI无线通讯模块进行双向无线通讯，将多旋翼飞行器飞行时的实时状态信息传输给地面站，地面站运行终端软件，实时显示多旋翼飞行器飞行时的实时状态信息；ARM嵌入式控制器根据多旋翼飞行器飞行时的实时状态信息运行控制算法，实时计算出滚转方向和俯仰方向的控制量，并将控制量传输给AVR单片机；AVR单片机将数字型的控制量转换为PWM信号并传输给信号转换模块；信号转换模块将PWM信号转换为电信号并传输给电子调速器执行，电子调速器控制多个螺旋桨驱动电机的运行；RC接收机上设置有手动自动切换通道，当手动自动切换通道的开关拨向手动方向时，RC接收机用于接收RC遥控器发出的控制信号并将控制信号传输给AVR单片机，此时AVR单片机决绝接收ARM嵌入式控制器传输的控制量数据，实现多旋翼飞行器的控制系统的手动控制。所述的多旋翼飞行器飞行时的实时状态信息包括惯性导航测量单元的数据和GPS全球定位系统单元的数据。所述的惯性导航测量单元的数据包括3轴角度、3轴角速度和3轴加速度。所述的GPS全球定位系统单元的数据包括经纬度和高度。所述的多旋翼飞行器的控制系统体积小，重量轻，运算能力强，电源供应简单，抗干扰能力强，自动和手动模式切换方便，而且系统的安全性和模块化方面都有较大的提升。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多旋翼飞行器的控制系统，其特征在于：包括机载部分和地面站部分，机载部分包括RC接收机、传感器MTI‑G单元、ARM嵌入式控制器、WIFI无线通讯模块、AVR单片机、信号转换模块、电子调速器和多个螺旋桨驱动电机，地面站部分包括地面站和RC遥控器，其中传感器MTI‑G单元用于获取多旋翼飞行器飞行时的实时状态信息，并将实时状态信息传输给ARM嵌入式控制器；ARM嵌入式控制器同时与地面站之间通过WIFI无线通讯模块进行双向无线通讯，将多旋翼飞行器飞行时的实时状态信息传输给地面站，地面站运行终端软件，实时显示多旋翼飞行器飞行时的实时状态信息；ARM嵌入式控制器根据多旋翼飞行器飞行时的实时状态信息运行控制算法，实时计算出滚转方向和俯仰方向的控制量，并将控制量传输给AVR单片机；AVR单片机将数字型的控制量转换为PWM信号并传输给信号转换模块；信号转换模块将PWM信号转换为电信号并传输给电子调速器执行，电子调速器控制多个螺旋桨驱动电机的运行；RC接收机上设置有手动自动切换通道，当手动自动切换通道的开关拨向手动方向时，RC接收机用于接收RC遥控器发出的控制信号并将控制信号传输给AVR单片机，此时AVR单片机决绝接收ARM嵌入式控制器传输的控制量数据，实现多旋翼飞行器的控制系统的手动控制。...

【技术特征摘要】
1.一种多旋翼飞行器的控制系统，其特征在于：包括机载部分和地面站部分，机载部分包括RC接收机、传感器MTI-G单元、ARM嵌入式控制器、WIFI无线通讯模块、AVR单片机、信号转换模块、电子调速器和多个螺旋桨驱动电机，地面站部分包括地面站和RC遥控器，其中传感器MTI-G单元用于获取多旋翼飞行器飞行时的实时状态信息，并将实时状态信息传输给ARM嵌入式控制器；ARM嵌入式控制器同时与地面站之间通过WIFI无线通讯模块进行双向无线通讯，将多旋翼飞行器飞行时的实时状态信息传输给地面站，地面站运行终端软件，实时显示多旋翼飞行器飞行时的实时状态信息；ARM嵌入式控制器根据多旋翼飞行器飞行时的实时状态信息运行控制算法，实时计算出滚转方向和俯仰方向的控制量，并将控制量传输给AVR单片机；AVR单片机将数字型的控制量转换为PWM信号并传输给信号转换模...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅，李国燕，鲁维佳，高天迎，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：发明
国别省市：天津,12