四轴飞行器的数学模型

针对四轴飞行器的模型的非线性与耦合性导致模型PID控制器参数选择困难问题,通过选取适当的机体坐标系与地面坐标系,对其旋翼受力进行近似或简化处理建立了其数学模型。利用小扰动线性化,根据G(s)=(s I-A)-1B得到各通道的传递函数,借助MATLAB的SIMULINK中的Signal Constraint优化工具箱,对PID控制器的参数进行自动调整。与其它方式选取的控制器参数相比,通过矩阵工具选取参数的控制器在控制系统中控制性能更好,为实现四轴飞行器的精确控制奠定了理论基础。     

一种新型四轴搜救飞行器设计

为了解决重大自然灾害的灾后现场搜救问题,本文设计了一种新型的四轴搜救飞行器。该飞行器主要以MSP430单片机为控制核心,包括旋翼电机、姿态检测模块、无线视频传输模块、无线遥控模块等,其中姿态检测由陀螺仪传感器、加速度传感器以及大气压传感器。实验结果验证了该飞行器的有效性,能实现无线遥控以及远程视频传输。     

四旋翼飞行器设计

本设计是基于刑S320F28027单片机的四旋翼自主飞行器,包括硬件电路的设计,描述了硬件电路中元器件的选型,也包含基于四元数的姿态解算,详细讲述了四元数如何作用在解算过程中。     

基于STM-32的自动四旋翼飞行器设计

通过研究四旋翼飞行器的结构特点、姿态解算算法及其飞行控制原理,设计了以STM-32系列微控制器为核心的自动飞行系统,包括硬件电路设计和程序算法设计.试验测试表明,该系统能够在搭建的狭小空间主动避开障碍,实现稳定飞行.     

卡尔曼滤波在四轴飞行器导航中的应用

针对制约四轴飞行器的导航控制精度的主要因素,提出了基于卡尔曼滤波的四轴飞行器组合导航方法,该方法将MIMU(微惯性测量组合)与GPS(全球定位系统)导航的数据融合,进行MIMU/GPS组合导航.仿真实验和实际应用结果表明,该方法能够提高导航定位精度,具有良好的容错性.     

一种用于家庭室内空气质量检测设备的设计

随着生活水平的提高,人们的住房条件得到了极大改善,但室内空气质量却不断恶化。针对目前人们对室内空气污染的认知度不高,专业检测费用高昂的情况,本文提出了一种小型家用室内空气检测设备的设计方案。     

基于STM32F103的三相SPWM软件设计

基于对三相鼠笼式异步电动机变频转速控制的目的,在阐述SPWM输出原理基础上进行软件设计。采用规则采样法数学模型,通过查表法及相序延迟120°完成三相拟合,获得三相互补SPWM输出信号,所得三相互补SPWM输出信号可以驱动三相鼠笼式异步电机。     

一种基于STM32的云端服务器设计

利用STM32F103作为主控芯片,使用Keil uVision5编写STM32驱动程序、彩屏显示程序、按键处理程序、传感器数据采集处理程序、串口程序、中断程序、A/D转换程序、Socket通信程序以及数据上传云端程序,完成以STM32芯片为核心的以太网数据上传终端系统设计,保证各传感器工作模块的正常运行。利用Visual Studio为开发环境编写C#程序,实现上位机模拟器软件的设计。设计的软件具备TCP服务器功能,可被下位机TCP访问,接收下位机传送的数据,作为TCP服务器的端口号,可以以窗口控件的形式进行更改。     

基于STM32单片机的CAN总线分析仪的设计

针对使用不同协议和不同波特率的CAN总线网络,本文以STM32F103单片机为主控制器,设计了一种监测CAN总线多种现场状态的分析仪。STM32F103通过外接CAN接收器TJA1050与CAN总线进行通信,实现对CAN总线数据的收集和处理。测试结果表明,当波特率为5kbps/s,发送报文间隔为100ms时,检测到的总线吞吐量为10帧/s,说明不同的波特率和不同的报文发送时间间隔,所测得的总线负载和总线吞吐量与实际相符。该分析仪为CAN总线的现场监测和排错提供了快速、准确的解决方案,可以对CAN网络进行可靠的实时监控。     

一种基于STM32的CAN_Ethernet网关设计

随着工业自动化程度的提高,对实现工业现场设备的实时监控,完成工业现场信息与远程网络信息管理、共享的需求更加迫切.针对工业现场信息与以太网互联互通的问题,在研究TCP/IP协议基本原理基础上,将CAN总线数据转换为以太网数据传输,实现一种以STM32作为控制核心的CAN_Ethernet网关.该网关采用10/100M以太网控制器DM9000A作为物理层接口设备,利用RT-Thread实时操作系统的LwIP协议栈(Light weight Internet Protocol)将CAN数据转换为适合以太网传输数据帧,并传送至TCP服务器,可以实现对工业现场远程监测、管理.经实验验证,该网关工作正常,能够为工业设备接入互联网提供参考.     

基于STM32的多功能液体检测系统

本系统以STM32F103RCT6单片机为核心控制芯片,可以一键自动测量容器内液体的重量和液位参数,并显示测量数据、判别液体种类。使用激光与浮板进行液位测量;使用压力传感器与24位AD转化模块HX711进行高精度的重量测量;利用pH值传感器、光电传感器、导电率传感器获得液体不同的物理特性,区分液体种类。系统模块构成主要包括单片机系统模块、电源模块、激光测距模块、称重模块、传感器模块、OLED显示模块和按键模块,具有多功能、测量准确、反应速度快的特点。     

STM32处理器的锂电池组保护电路设计

为实现对电池组的过电压、欠电压、过电流等基本保护和电池组的温度保护,以及电池组单体电池间电压均衡功能,提出了一种针对由4节锂离子电池组成的锂电池组保护电路.该电路以STM32F103处理器和X3100电池保护芯片为核心进行设计,采用C语言编写,使用Keil软件调试.可用于各种使用锂电池供电并且以STM32处理器为核心开发的电子产品.     

Design of Adaptive Fuzzy PID Altitude Control System for Unmanned Aerial Vehicle

Based on Matlab/Simulink and Fuzzy Logic toolboxes,the altitude control system is designed and simulated.The validity of conventional PID control method and adaptive fuzzy PID control method is compared.It can be drawn out that the adaptive fuzzy PID control method is superior to the conventional PID in rising time and overshoot etc.The effectiveness of a fuzzy PID controller shows potential application in the future,especially in the presence of model uncertainty or changing dynamics and time-varying parameters.     

Design of Adaptive Fuzzy PID Altitude Control System for Unmanned Aerial Vehicle

Based on Matlab/Simulink and Fuzzy Logic toolboxes, the altitude control system is designed and simulated. The validity of conventional PID control method and adaptive fuzzy PID control method is compared. It can be drawn out that the adaptive fuzzy PID control method is superior to the conventional PID in rising time and overshoot etc. The effectiveness of a fuzzy PID controller shows potential application in the future, especially in the presence of model uncertainty or changing dynamics and time-varying parameters.     

基于AGC的等精度数字频率计设计

为了改善工业控制中对频率计的测量精度不高和测量带宽不大的问题,依据等精度测量技术,利用单片机STM32F103VET6、FPGA及自增益控制电路(AGC)设计了一款数字频率计,该频率计可以测量信号频率、周期、时间间隔以及占空比等参数.经实测表明,该频率计具有测量精度高、测量带宽大等优点,具有良好的实用价值.     

一种无线温度监控系统的设计与实现

针对传统的温度监控系统依靠有线通信存在布线量大、扩展性差、检修复杂等缺点,设计了基于紫蜂(Zig Bee)技术的无线温度监控系统.系统以STM32F103ZE微处理器和CC2530无线射频芯片为核心,在Zig Bee协议栈(Z-STACK)基础上建立协调器、终端无线收发模块,构建星型局域网.终端节点以CC2530为核心,采用K型热电偶温度传感器和脉冲宽度调制交流斩波调压电路,通过与Zig Bee协调器进行无线通信发送实时温度数据、接收温度指令信号,并用模糊比例积分微分控制算法实现温度的实时控制.通过串口通信方式实现协调器与STM32F103ZE之间的数据通信,并在STM32F103ZE上建立友好的人机界面实现温度的实时监控.实验结果表明系统实现了温度的无线监控,其控制精度达到了预期的要求,具有无线传输数据可靠、组网简单、扩展性强、成本低等特点.     

基于STM32F10x和MDK的步进电机控制系统设计

步进电机控制系统通常采用电路、DSP、单片机等作为硬件基础,控制程序通常采用循环体内顺序执行的结构.这种控制系统缺乏异常处理能力,且通用性较差.该文提出一种基于STM32F10x嵌入式微处理器和MDK嵌入式集成开发环境的步进电机控制系统设计技术,给出了控制系统详细的硬件设计方案.在硬件设计的基础上,研究软件设计技术,着重探讨软件设计中的实时任务调度,采用MDK自带的RTX内核,实现系统多任务并发执行.控制系统具有较好的通用性,并具有异常处理能力.     

基于嵌入式实时操作系统RTX51的软件系统设计

RTX51是工作在MCS51单片机上的小型嵌入式实时操作系统,该操作系统具有运行速度快、硬件要求低、使用灵活、便于移植与编程等优点,在单片机的软件开发中得到越来越广泛的应用。介绍了RTX51的基本原理,分析了RTXSl对任务的管理机制,以智能电子镇流器控制系统为例,详细分析了基于RTX51的软件系统的设计方法。