科研训练结题论文.docx

科研训练结题论文.docx南京理工大学大学生科研训练
项目结题报告书
项目名称：遥控飞机飞行轨迹自主控制技术研究
负责人：
学院： 机械工程学院
组员： 余业辉
执笔人：
指导教师：
绪论
第一节选题的来源
第二节初期设想与项目定型
第三节遥控飞机的结构
3. 1无线数传模块
3. 2 GPS导航模块
3. 3 APM自动控制模块


3. 6飞控原理和理论参数
第四节实验的效果
第五节后期开发
5. 1开发工具

第六节未来的应用
第七节实验的体会
致谢
附录
附录1：设计草图及其说明
绪论
四旋翼直升机，是一种具有四个螺旋桨的飞行器并且四个螺旋桨呈十字形交叉结构，相 对的四旋翼具有相同的旋转方向，分两组，两组的旋转方向不同。与传统的直升机不同，四 旋翼直升机只能通过改变螺旋桨的速度来实现各种动作。它的前后和左右两组螺旋桨的转动 方向相反，并且通过改变螺旋桨速度来改变升力，进而改变四旋翼直升机的姿态和位置。而 我们想要做的是通过程序来实现飞机的飞行路径，放弃人的控制。
第一节：选题的来源
科学技术的发展日新月异，各国在航空航天等领域的竞争也日趋激烈，尤其是在无人飞 行器方面的研究，我国同欧美等发达国家的差距仍然较大。本项目关于遥控飞机飞行轨迹自 主控制技术研究以小型遥控模型飞机为研究对象，通过增加飞行轨迹信息自动获取模块和自 动飞行控制模块，实现模型飞机飞行轨迹自动控制，如果加上数据收集存储和处理系统，就 可以做到放弃人工遥控。主要内容包括电路模块软硬件设计、微控制器的控制程序程序的编 程、系统调试与飞行控制试验、工程材料的选择和工艺处理等，在学习之余锻炼我们的动手 能力，巩固我们的专业知识。
第二节：初期设想与项目实施方案
模型飞机可以用于遥感遥测、摄影、抢修、娱乐等活动。现有遥控模型飞机由于重量极 轻，选用材料多为泡沫或塑料，我们也就选用密度较小的板材作为骨架。
项目实施方案为：通过在现有遥控，模型飞机上加装低GPS/北斗定位模块，从而获得 模型飞机所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息，在预设轨迹模式下与预先所设 定的路径、高度进行比较，如有偏差及时修正，以保证模型飞机按照预定的轨迹飞行。在 遥控引导模式下接收遥控指令并通过低功耗微控制器计算所需的飞行动作，控制飞机机动的 电机的运动及转速，引导飞机在预定范围内飞行。
第三节：遥控飞机的结构
1无线数传模块
无线数传即无线数据传输，无线数传可分为公网数据传输和专网数据传输，维护起来很 简单，适应性强，扩展性好。
GPS模块并不播发信号，属于被动定位。通过运算与每个卫星的距离，采用距离交会 法求出接收机的得出经度、纬度、高度和时间修正量这四个参数，点位速度快，但误差大。
3 APM自动控制模块
APM自动控制模块支持飞机,多旋翼（四旋翼，六旋翼，八旋翼，十旋翼等），通过点击 式的桌面程序完全的规划任务脚本，可以支持上百个三维航点，可以实现自动起飞，降落和 特殊的动作命令。


(1)飞控模块采用两级PID控制方式：
(2)理论参数
控制