四旋翼

更新2018/11
1系统设计
硬件总体框架（认识四旋翼的基本组成）

机架主要的两种（x型控制更难，动作灵活）
十字型,X字型
桨 7040,8045（常用），前四位直径，后四位角度
正反螺旋桨
电池（12V锂电池(一般充电后电压偏高) 电压低于11.3V不能正常飞行）
1000mah若以1000ma放电可以持续放电一小时，若500ma放电可以持续放电两小时。
2s,3s,4s,表示电池的节数。2s表示7.4V
电调（输出控制信号）
作用：电机的电流过大（平均3A），通过电调改变电流的大小，飞控板的电流较小。
电压变换器的作用：将12V电压转化为5V提供给飞控板和遥控器接收器供电。
型号区分：主要电流
电流参数：20A，40A，30A
电机
种类：有刷和无刷（四轴主流，定子粗，力气大，耐用）
型号：2218,2018，2212(常用)电机，电机的尺寸，前两位电机的直径（22英寸），后两位电机的转子高度。
KV值（外加1V的电压每分钟的空转转速）KV1400 在10V下空转转速14000转每分钟。转速=KV值X电压
电机的效率：电流3~5A标注：g/w(克/每瓦)
电机与桨的搭配：大KV配小桨，小KV大桨
飞控（飞行控制板）STM32F470VG
作用：通过飞行控制板上的陀螺仪，对四轴飞行状态进行瞬间快速调整。
飞控板安装：位于四旋翼的*位置，X型飞控板四角对中间空白。（如若安装错误，剧烈晃动，无法飞行）
超声波测距传感器
一般使用US-100工作电压：2.4~5.5V静态电流：2mA
输出方式：电平或串口（UART）探测距离：2~450cm
内部自带了温度传感器，可对测距结果进行校正，自带看门狗，工作稳定可靠。一般为了获取数据方便采用串口方式获取数据。
UART模式下串口配置：波特率9600，起始1位，停止1位，数据位8位，无奇偶检验，无流控制
注意事项：此模块不宜带电连接，若要带电则GND先接，否则影响模块正常工作。
数传模块
蓝牙模块,无线WIFI
MPU6050 （加速度器和陀螺仪）
加速度器
一款整合3（x,y,z）轴加速度计3 (x,y,z) 轴陀螺仪的六轴测量仪器。自带硬件加速器引擎（DMP），可以直接输出欧拉角数据。
陀螺仪
角速度检测，3轴MEMS陀螺仪集成电路，其测量的角速度精度为16位，分辨率位14.375deg/s，最大测量范围位2000deg/s,工作电压2.6V。
电子罗盘：AK8975

2系统理论分析
PID控制算法（稳，准，快）
P比例控制D微分I积分
M(t）=Kpe(t)+Kpζ+dt
理想：期望值=实际值
Kp乘以误差e(t)，用以消除当前误差;积分项系数Ki乘以误差e(t)的积分，用于消除历史误差积累，可以达到无差调节;微分项系数Kd乘以误差e(t)的微分，用于消除误差变化，也就是保证误差恒定不变。
一般采用双闭环PID，相比单闭环PID来说有极大的提升（悬停的稳定性，打舵的快速跟随性，回正时的快速性）。


二阶互补滤波
对加速器，陀螺仪，磁力计的数据进行滤波。经过滤波的磁力计和加速度计数据可以得到旋转矩阵，从而估计四旋翼的姿态。（多组数据结合互补，进行滤波处理稳定输出，得到姿态的算法）
姿态：飞行器的俯仰、横滚、航向情况。
进过一系列数学运算（此处省略）得到姿态。