[實(shí)用新型]一種基于DSP的四旋翼飛行器姿態(tài)控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420118590.3
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號: CN203759545U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳孟元;謝義建;舒圣焱;朱楓;陶明;呂亞運(yùn);袁苑;汪鵬;巨永龍
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽工程大學(xué)
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 沈志海

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種飛行器，尤其涉及一種基于DSP的四旋翼飛行器姿態(tài)控制裝置。

背景技術(shù)

早在上個世紀(jì)中葉，微小型多旋翼飛行器已經(jīng)受到海外一些研究機(jī)構(gòu)的矚目，但多旋翼飛行器一般尺寸較小，負(fù)載能力相對較差，無法搭載傳統(tǒng)的高精度傳感器。直到本世紀(jì)初，MEMS傳感器技術(shù)的發(fā)展使微小型多旋翼飛行器的研究得到突破。

現(xiàn)有四旋翼飛行器技術(shù)中，大多采用只有普通單片機(jī)的控制器作為主控制器，功耗大，且外設(shè)資源少，這與飛行器要求的功耗低，重量輕，簡單設(shè)計相悖，從而阻礙了飛行器的發(fā)展。因此，解決四旋翼飛行器功耗大且外設(shè)資源少的問題就顯得尤為重要了。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種基于DSP的四旋翼飛行器姿態(tài)控制裝置，該裝置不但成本低，而且設(shè)計簡單，易于實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)用新型提供一種基于DSP的四旋翼飛行器姿態(tài)控制裝置，包括控制器、氣壓計、加速度計及陀螺儀、磁強(qiáng)計、電源管理器、電機(jī)控制器和飛行器本體，所述控制器設(shè)置在飛行器本體的內(nèi)部，所述氣壓計設(shè)置在飛行器本體內(nèi)部，所述加速度計及陀螺儀設(shè)置在飛行器本體的內(nèi)部后側(cè)，磁強(qiáng)計設(shè)置在飛行器本體的前端，電機(jī)控制器設(shè)置在飛行器本體下端，且與加速計及陀螺儀連接，電源管理器設(shè)置在電機(jī)控制器的上方。

進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述電機(jī)控制器采用了大電流半橋驅(qū)動來作為驅(qū)動電路，該電路最大輸出電流為63A，導(dǎo)通內(nèi)阻為16毫歐。

進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述電源管理器通過電源線分別連接在控制器、氣壓計、加速度計及陀螺儀、磁強(qiáng)計和電機(jī)控制器上，用于供給電能。

進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述氣壓計、加速度計及陀螺儀、磁強(qiáng)計通過數(shù)據(jù)線連接到控制器上，并根據(jù)檢測到的信息控制控制器對電機(jī)控制器及飛行器本體進(jìn)行調(diào)整。

本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：通過在飛行器本體上設(shè)置氣壓計、加速度計及陀螺儀、磁強(qiáng)計等電子部件，對飛行器的飛行狀況進(jìn)行隨時觀測和控制，使飛行器更加靈活，更加穩(wěn)定。

附圖說明

圖１是本實(shí)用新型的示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖3是本實(shí)用新型的電機(jī)控制器的電氣原理圖。

其中：1-控制器，2-氣壓計，3-加速度計及陀螺儀，4-磁強(qiáng)計，5-電源管理器，6-電機(jī)控制器，7-飛行器本體。

具體實(shí)施方式

為了加深對本實(shí)用新型的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。

如圖1-3所示，本實(shí)施例提供了一種基于DSP的四旋翼飛行器姿態(tài)控制裝置，包括：控制器1、氣壓計2、加速度計及陀螺儀3、磁強(qiáng)計4、電源管理器5、電機(jī)控制器6和飛行器本體7。磁強(qiáng)計4、氣壓計2、加速度計及陀螺儀3三只傳感裝置負(fù)責(zé)采集飛行器的姿態(tài)信號，并通過數(shù)據(jù)線傳送給控制器1，控制器1將采集來的信號進(jìn)行處理后，進(jìn)而控制電機(jī)控制器6，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。整個系統(tǒng)由電源管理器5供電。

控制器1是整個裝置的控制核心。它負(fù)責(zé)對傳感裝置采集來的信號進(jìn)行處理，并控制電機(jī)控制器6，從而調(diào)節(jié)各旋翼電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以控制飛行器的姿態(tài)。

驅(qū)動電路如圖3所示，其中，IN引腳用于確定哪個MOSFET導(dǎo)通。IN=1且INH=1時，高邊MOSFET導(dǎo)通，OUT引腳輸出高電平；IN=0且INH=1時，低邊MOSFET導(dǎo)通，OUT引腳輸出低電平。