如何学习 4 轴无人机的飞控?
最近在网上看了不少资料,大概了解怎么去组装和选配件了,对于飞控这方面比较着迷,目标想做到自己能根据算法设计飞控,不过知识储备实在有限,懂一点c,刚开始学单片机,电子电气这方面也仅仅限于老师上课讲的一点点,找的开源飞控原理图都看不明白,需要学习的东西有很多,不过身边也没人研究这个,想请教一下各位我该怎么去学习呢,不想自己搞得一头雾水。
感兴趣,入门可以看看我的专栏.专栏地址 闲扯创客 - 知乎专栏
刚学了一点单片机,就想做飞控,有点难,不过也不打击你,个人感觉下面的方案比较适合目前的你。
1,买一块arduino的飞控板,配齐基本的配件,
2,学会使用arduino(难度很低)。3,根据你的模块在网上找相应的开发库4,把硬件相关的代码封装起来,到这里,后面的事情基本上就是一个纯软件的编程了,你想用什么算法就用什么算法,想怎么玩就怎么玩,
这个方案的目的很简单,实现硬件无关for you,按照你的描述只是学了一点单片机,那你对其他的模块估计没有什么了解,比如加速度,平衡,gps等,但是这些模块的学习和调试很费时间,个人感觉对于现在的你没有什么好处,没意义,安心做你的飞控是最好的。这样做又有热情,又有成就感,还能加强c语言的编程能力,多么美好的事。只要你有钱。。。。哈哈是电子专业么?是的话先把电路相关基础知识学好,基本的电路分析,电源要怎么设计、电路布线的基本知识,基本电子元器件的原理及特性、传感器的原理及特性,还有手工焊接,这样你可以先做出一块自己的飞控板,别以为飞控就只是软件算法,调到后面你会发现要提升飞控性能还是得从这些最底层的东西入手,就算不自己做板去买现成的模块,你也要看得懂原理图啊,不然有元器件烧坏了是自己拿起烙铁修来的快,还是再花几十、几百块去买个新的快呢。
学好了硬件然后就是软件了,可以先学习相关算法,姿态解算有四元数、欧拉角、方向余弦、常用的是四元数和欧拉角,四元数计算量较小但不直观,欧拉角直观但存在Gimbal Lock问题;滤波算法有扩展卡尔曼滤波、无迹卡尔曼滤波,如果觉得卡尔曼不好理解可以先从互补滤波开始;然后是飞行控制,现阶段多用PID,比较简单,就是要多调,理解了的话调起来也快,不懂的就去翻高数、概率、线代、信号处理、自动控制原理方面的书或者google 百度(优先google英文内容)。
硬件的话可以先选PCB小四轴,价格低、配置齐、安全性高,你在寝室和实验室里就能调(当然能离人远点还是离人远点,包括自己,小四轴打身上不疼但万一打到眼睛也是很严重的)。
以上这么写只是为了说清楚哪些知识有必要学,不一定非要按照这个顺序来学,也可以东西买回来自己想先干啥就干啥,等到遇到问题了再去学习也不迟,那样你也能更深的刻体会到大学里的课程很多都是有用的。我的毕设就是四旋翼飞行器。用的cortex-m3(其实不用这么猛的芯片也可以),wifi遥控……
洗澡了,有人关注再详更。泻药,做过一点飞控方向的东西,分享一下自己的经验,如果有什么错误还请各位指正。
首先,需要了解四轴飞行器的整体结构框图,如下图所示:接下来就是写飞控,这里面主要涉及到的内容是滤波(滑动平均滤波、卡尔曼滤波等),姿态解算及融合、二阶PID、PWM控制理论,讲起来并不是特别难,但是调参过程非常的累人。当然,也可以选择其它的控制理论,不一定需要使用PID,但是这一方面我研究的比较少,听说有人使用别的控制方法做出来的飞控对于大部分飞机不用调参,直接就能飞。动物世界关于螳螂是如何学会飞行的好好学
1.建议先学一下C语言的基本用法,最基础的就可以,可以写一些简单的小程序2.学习51单片机的操作,从实践学习会容易一点。建议买一块开发板,边看视频边学。郭天祥的视频比较简单,易入门。也可以看别的视频,主要是自己习惯。3.这个时候应该可以看懂基本的电路原理图了,可以看一些基于51单片机的小四轴资料。这时候对源码应该也可以读懂一部分了。这段时间主要是学习和参考。4.有了自己的理解以后可以尝试画自己的小四轴板子,自己写程序。进行实验,直到完成成品。完成比完美更重要,切记5.学习进阶的stm32单片机的操作四轴或者改进自己的四轴,增加新功能。
你打算学的是原理,不仅仅是怎么焊,怎么设计电路(这方面交给硬件工程师吧)。学习仅仅看书是不够的对吧,随便学个什么语言教程学一期得花费好几千吧,这些钱够买几家的小四轴试试了。估计你也想偷懒,不想看太多英语,那你可以搜搜国内开源小四轴(广告位),那种几百块全套,软件支持sw烧录或者串口下载的,最好还给了开源遥控方案的(这样你可以用别的商品控控制他的小飞机)还有中文注释源代码的就好,甚至有些专门出了书的,可以先去对方售后/售前交流群打探。至于你想自己组装,学会了怎么用他那套以后,把他的小四轴当做飞控bia到你的四轴上,你从他的电机gpio引出线,自己再重新设计电机的控制和供电电路就好了,说不定对方已经给你准备好方案了。把这些弄完再看自己有没有兴趣和精力玩下去,一开始自己设计硬件,打一次板花那么多钱还自己焊,出了问题,分析的出原因?
刚开始学的话我建议可以参考《劲鹰航模无人机遥控飞行教程》中的模拟器的飞行技巧来学习,在电脑上练习飞行技术。等熟练了以后参加培训班学习,诸如云南于近期举办了首期无人机上岗培训,云南俊鹰航空科技承办,具体学习45天就可成为无人机航拍飞手,还有陆续的第二期和第三期等。
通信和电子专业的相对入门较容易些,不懂也没关系可以多看点基础的知识,了解四轴的结构和飞控的选择,最主要的就是无人机结构的搭配,飞控入门建议使用APM,技术长进之后改用PIX飞控,因为PIX 的功能强大点,给你提供一个北京大学研究无人机方向的师兄的文章Alex 北大荣令金 发表的文章
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