驱动电路设计
如图4所示,飞控系统接收到指令后,以PWM波的方式发送给电调,电调接收后经过解算计算并输出信号给无刷电机,无刷电机收到信号后进行运动,完成电机的驱动。系统共计使用6个电机控制飞行器在空中及水面的动作和状态5。
324传感器电路的设计
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如图5所示,系统选用MPU6050运动感测传感器感知飞行器状态,MPU6050提供完整的9轴运动融合输出到主I2C端口。I2C连接到飞控系统STM32上(SCL和SDA是连接MPU的I2C接口),从而根据飞行器的状态来调整电机的转速,完成自我纠正6。
4飞行器主程序流程图设计
飞行器主程序流程图如图6所示,开机后系统完成初始化,电调解锁成功STM32F407控制系统初始化完成,接受到指令后串口发生中断,控制器按照指令进行工作。在工作过程中MPU6050惯性测量单元将测量值反馈给控制系统,触发串口中断,进行飞行姿态矫正。
5结论
本文以水空两栖飞行器作为研究对象,通过对四旋翼飞行器及穿浪式双体船的结合,实现了水、空两种运动方式,极大地拓展了水空两栖应急救援飞行器适应环境的能力及执行任务的复杂性与可靠性。本文研究的飞行器共有3种运行状态,以水面航行状态靠近待救者,载其驶离救援水域。由于空中飞行时通过四个电机的转速来调整姿态,所以潜水器运动时有六个状态输出,改善了潜水器在复杂环境下的适应能力,提高了水上救援的效率,减少了水中意外的伤亡,为水上应急救援工作提供了强有力的保障。
参考文献:
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2王梓藤四旋翼无人机驱动器闭环对姿态稳定性影响的研究D宁夏大学,2016:1011
3陈新泉四旋翼无人机飞控系统设计与研究D南昌航空大学,2014:1720
4徐文,孟文,曾丽基于STM32与WiFi无线通讯技术的远程监控系统设计J自动化与仪表,2016,31(11):353856
5陈柯,李媛媛,方璇,等单片机驱动电机的设计与实现J实验室研究与探索,2016,35(03):119122
6李臣龙,强俊基于STM32和MPU6050姿态解算的研究与实现J佳木斯大学学报(自然科学版),2017,35(02):295298316
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