无人机设计中STM32库实现的模拟i2c代码

发布时间:2023-08-09  

目前发现国内正儿八经机器人、无人机并且还能活跃地上网关注行业前沿动向、热爱写科普文章的研究人员原来越少。因此所有的研究回答里都没有人真正说明白无人机到底是什么,而理解无人机到底是什么才是回答这个问题的先决条件。


什么是无人机

首先,无人机就是不载人的飞行器,而说到飞行器,通常我们又可以把飞行器分为三类。

1、固定翼(fixed wing)。平时坐的波音747空客A380,还有F-16歼-15之类的都是固定翼飞机。顾名思义就是翅膀形状固定,靠流过机翼的风提供升力。动力系统包括桨和助推发动机。固定翼根据机翼尺寸的不同还有很多小的分类,在此不细说。固定翼飞行器的优点是在三类飞行器里续航时间最长、飞行效率最高、载荷最大,缺点是起飞的时候必须要助跑,降落的时候必须要滑行。

2、直升机(helicopter)。特点是靠一个或者两个主旋翼提供升力。如果只有一个主旋翼的话,还必须要有一个小的尾翼抵消主旋翼产生的自旋力。为了能往前后左右飞,主旋翼有极其复杂的机械结构,通过控制旋翼桨面的变化来调整升力的方向。动力系统包括发动机、整套复杂的桨调节系统、桨。直升机的优点是可以垂直起降,续航时间比较中庸,载荷也比较中庸。缺点是极其复杂的机械结构导致了比较高的维护成本。

3、多旋翼(multi-rotor)。四个或者更多个旋翼的直升机,也能垂直起降,但是通常只有直升机叫直升机,多旋翼就叫多旋翼,而不叫多旋翼直升机。四旋翼特别叫做quadrotor。多旋翼机械结构非常简单,动力系统只需要电机直接连桨就行。下图是直升机的动力系统结构,再下图是多旋翼的动力系统结构。不懂机械的人也能看出多旋翼简单得多。多旋翼的优点是机械简单,能垂直起降,缺点是续航时间最短,载荷也最小。

给大家介绍下四旋翼无人机,看看啥是真正的技术,吼吼吼......


1.i2c通信方式

因为我不是学电类专业,最开始对i2c这些是没有一点概念,最后通过Google了解了一些原理,然后发现STM32的开发库是带有i2c通信的相关函数的,但是我最后还是没有用这些函数。

我通过GPIO模拟i2c,这样也能获得mpu6050的数据,虽然代码多了一些,但是比较好的理解i2c的原理。

STM32库实现的模拟i2c代码(注释好像因为编码问题跪了):

2.PID控制算法

由于简单的线性控制不可能满足四轴飞行器这个灵敏的系统,引入PID控制器来更好的纠正系统。

简介:PID实指“比例proportional”、“积分integral”、“微分derivative”,这三项构成PID基本要素。每一项完成不同任务,对系统功能产生不同的影响。

以Pitch为例:


error为期望角减去实时角度得到的误差;

iState为积分i参数对应累积过去时间里的误差总和;

if语句限定iState范围,繁殖修正过度;

微分d参数为当前姿态减去上次姿态,估算当前速度(瞬间速度);

总调整量为p,i,d三者之和;

这样,P代表控制系统的响应速度,越大,响应越快。

I:用来累积过去时间内的误差,修正P无法达到的期望姿态值(静差);

D:加强对机体变化的快速响应,对P有抑制作用。

PID各参数的整定需要综合考虑控制系统的各个方面,才能达到最佳效果。

3.输出PWM信号

PID计算完成之后,便可以通过STM32自带的定时资源很容易的调制出四路pwm信号,采用的电调pwm格式为50Hz,高电平持续时间0.5ms-2.5ms;

我以1.0ms-2.0ms为每个电机的油门行程,这样,1ms的宽度均匀的对应电调的从最低到最高转速。

至此,一个用STM32和mpu6050搭建的飞控系统就算实现了。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

相关文章

    和处理问题,使光学设计以高效率、超同步、易优化的工作实现很优的产品解决方案。Lumerical Ansys Lumerical是一款专业的光学虚拟仿真软件,能够为光子设计师提供全面的高精度设计和分析工具,使得......
    对TIM1进行定时中断时间的设置 ,如下图所示: 05第五步:生成代码 06第六步:在keil中,修改代码。 添加两个变量 主函数中的代码 07第七步:在虚拟仿真软件proteus 8.8 版本......
    三菱PLC仿真模拟软件FX-TRN-BEG-C界面介绍;一、软件介绍 三菱PLC编程模拟仿真软件FX-TRN-BEG-C可以在不使用实体PLC的情况下实现对FX系列PLC的模拟编程和动画仿真,利用该软件......
    RTI公司和Ansys合作推动关键任务分布式系统设计、仿真和部署创新;最大的自主系统软件框架提供商公司宣布与模拟仿真软件领先提供商确立合作伙伴关系。此项合作将会加速高性能、高可靠性的开发、测试......
    软硬件创新融合,开辟航空法规与半导体测试新纪元;专业的功率电子测试测量仪器厂商ITECH继SAS1000系列太阳能电池矩阵仿真软件、BSS2000系列电池模拟仿真软件、FCS3000燃料电池特性仿真软件......
    汽车车灯光学仿真效果与均匀度评估案例;随着科技的飞速发展,汽车车灯产业正在经历着智能化的升级。山东鲁得贝车灯股份有限公司采用了Ansys Speos虚拟仿真软件进行设计和验证。通过......
    软硬件创新融合,开辟航空法规与半导体测试新纪元;专业的功率电子测试测量仪器厂商ITECH继SAS1000系列太阳能电池矩阵仿真软件、BSS2000系列电池模拟仿真软件、FCS3000燃料电池特性仿真软件......
    电工接线学习神器上线了,更专业的电路接线仿真软件; 专业的电工电路实物接线仿真模拟器,包含家庭工业工控电路接线、高压低压维修强弱电电路、电工证考试模拟接线、丰富......
    是还原与真实世界一致的交通静态元素,比如道路、交通标志、护栏、树木、建筑等等。当前,大多数智能驾驶仿真软件或平台都采用使用三维建模软件创建“素材库”,利用高精地图的矢量化图形对道路要素进行重建,然后再利用专业软件......
    OEM机器制造商利用仿真软件提高效率;日本平田机工致力于利用其自行开发的模块,活跃于汽车及半导体产业,擅长从设计、工程到调试的端对端机器供应。如今从全新的自动化获得质量提升,以及......

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>