具備自主航線飛行能力的六旋翼無人飛行器飛行控制系統(tǒng)

1.具備自主航線飛行能力的六旋翼無人飛行器飛行控制系統(tǒng)，其特征在于，包括電源轉(zhuǎn)換電路、六軸慣性傳感器電路、三軸地磁傳感器電路、GPS傳感器電路以及MCU處理器，其中：
所述電源轉(zhuǎn)換電路連接到六旋翼無人飛行器上的鋰聚合物電池組，將鋰聚合物電池組的輸出電壓轉(zhuǎn)換用于為六軸慣性傳感器電路、三軸地磁傳感器電路、GPS傳感器電路、MCU處理器以及六旋翼無人飛行器上的無線數(shù)傳模塊和RC接收機(jī)供電；
所述六軸慣性傳感器電路用于檢測(cè)飛行器的三軸角速度與三軸加速度，其輸出端與所述MCU處理器的SPI總線連接；
所述三軸地磁傳感器電路用于檢測(cè)飛行器體坐標(biāo)下的三軸地磁分量，其輸出端與所述MCU處理器的SPI總線連接；
所述GPS傳感器電路用于檢測(cè)飛行器的速度與位置，其輸出端與MCU處理器的UART1串口連接；
2
所述MCU處理器通過IC總線接口與六個(gè)無刷直流電機(jī)調(diào)速器連接，所述MCU處理器的UART2串口與無線數(shù)傳模塊的串口連接，UART3串口與RC接收機(jī)的S.Bus接口連接，所述MCU處理器上設(shè)有縱向回路控制單元、橫向回路控制單元、垂向回路控制單元以及航向回路控制單元，分別根據(jù)六旋翼無人飛行器的三軸角速度與三軸加速度、三軸地磁分量以及速度與位置改變六個(gè)無刷直流電機(jī)調(diào)速器的PWM占空比。
2.如權(quán)利要求1所述的具備自主航線飛行能力的六旋翼無人飛行器飛行控制系統(tǒng)，其特征在于，所述縱向回路控制單元獲得縱向回路輸出ulon，所述橫向回路控制單元獲得橫向回路輸出ulat，所述垂向回路控制單元獲得垂向回路輸出uheight，所述航向回路控制單元獲得航向回路輸出uyaw，所述縱向回路輸出ulon、橫向回路輸出ulat、垂向回路輸出uheight和航向回路輸出uyaw通過混控器得到六個(gè)直流無刷電機(jī)調(diào)速器的輸入PWM占空比命令。
3.如權(quán)利要求1所述的具備自主航線飛行能力的六旋翼無人飛行器飛行控制系統(tǒng)，其特征在于，所述縱向回路控制單元由y軸角速度控制器、x軸重力控制器、縱向速度控制器和縱向位置控制器由內(nèi)而外依次串聯(lián)組成，且縱向速度控制器與x軸重力控制器之間設(shè)有x軸重力前置濾波器。
4.如權(quán)利要求1所述的具備自主航線飛行能力的六旋翼無人飛行器飛行控制系統(tǒng)，其特征在于，所述橫向回路控制單元由x軸角速度控制器、y軸重力控制器、橫向速度控制器和橫向位置控制器由內(nèi)而外依次串聯(lián)組成，且所述y軸重力控制器與所述橫向速度控制器之間設(shè)有y軸重力前置濾波器。
5.如權(quán)利要求1所述的具備自主航線飛行能力的六旋翼無人飛行器飛行控制系統(tǒng)，其特征在于，所述垂向回路控制單元由垂向速度控制器和高度控制器由內(nèi)而外串聯(lián)組成。
6.如權(quán)利要求1所述的具備自主航線飛行能力的六旋翼無人飛行器飛行控制系統(tǒng)，其特征在于，所述航向回路控制單元由z軸角速度控制器和航向角控制器由內(nèi)而外串聯(lián)組成。
7.如權(quán)利要求1所述的具備自主航線飛行能力的六旋翼無人飛行器飛行控制系統(tǒng)，其特征在于，RC接收機(jī)的S.Bus經(jīng)過單路反相器芯片轉(zhuǎn)換成TTL電平的UART串口信號(hào)，再通過所述MCU處理器的UART3串口進(jìn)行采集。

具備自主航線飛行能力的六旋翼無人飛行器飛行控制系統(tǒng)\n技術(shù)領(lǐng)域\n[0001] 本實(shí)用新型涉及無人飛行器飛行控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及具備自主航線飛行能力的六旋翼無人飛行器飛行控制系統(tǒng)。\n背景技術(shù)\n[0002] 六旋翼無人飛行器因其具有可垂直起降以及機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、體積小、重量輕、成本低、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，在航空攝影、交通監(jiān)控、地理測(cè)繪、電力巡線以及偵察等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。\n[0003] 其中，飛行控制系統(tǒng)是六旋翼無人飛行器的核心部分，飛行控制系統(tǒng)根據(jù)遙控人員或地面站的指令相應(yīng)地調(diào)節(jié)六旋翼無人飛行器的六個(gè)旋翼的升力，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠地飛行。\n[0004] 目前，市場(chǎng)上六旋翼無人飛行器的飛行控制系統(tǒng)通常只具備手動(dòng)姿態(tài)增穩(wěn)飛行功能，普遍存在以下缺點(diǎn)：\n[0005] (1)自主飛行能力差，特別是到達(dá)任務(wù)區(qū)域上空進(jìn)行定點(diǎn)懸停飛行時(shí)，也需要操控人員的介入；\n[0006] (2)操控難度大，因?yàn)榱頍o人飛行器在飛行過程中，需要操控人員根據(jù)飛行器狀態(tài)通過RC遙控器不斷地快速調(diào)節(jié)飛行器的俯仰角、橫滾角、偏航角速度及油門，體力和精神上的消耗非常大，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的作業(yè)后，容易誤操作而導(dǎo)致墜機(jī)事故發(fā)生。\n實(shí)用新型內(nèi)容\n[0007] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有六旋翼無人飛行器自主飛行能力差、操控難度大的問題。\n[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是提供一種具備自主航線飛行能力的六旋翼無人飛行器飛行控制系統(tǒng)，包括電源轉(zhuǎn)換電路、六軸慣性傳感器電路、三軸地磁傳感器電路、GPS傳感器電路以及MCU處理器，其中：\n[0009] 所述電源轉(zhuǎn)換電路連接到六旋翼無人飛行器上的鋰聚合物電池組，將鋰聚合物電池組的輸出電壓轉(zhuǎn)換用于為六軸慣性傳感器電路、三軸地磁傳感器電路、GPS傳感器電路、MCU處理器以及六旋翼無人飛行器上的無線數(shù)傳模塊和RC接收機(jī)供電；\n[0010] 所述六軸慣性傳感器電路用于檢測(cè)飛行器的三軸角速度與三軸加速度，其輸出端與所述MCU處理器的SPI總線連接；\n[0011] 所述三軸地磁傳感器電路用于檢測(cè)飛行器體坐標(biāo)下的三軸地磁分量，其輸出端與所述MCU處理器的SPI總線連接；\n[0012] 所述GPS傳感器電路用于檢測(cè)飛行器的速度與位置，其輸出端與MCU處理器的UART1串口連接；\n[0013] 所述MCU處理器通過I2C總線接口與六個(gè)無刷直流電機(jī)調(diào)速器連接，所述MCU處理器的UART2串口與無線數(shù)傳模塊的串口連接，UART3串口與RC接收機(jī)的S.Bus接口連接，所述MCU處理器上設(shè)有縱向回路控制單元、橫向回路控制單元、垂向回路控制單元以及航向回路控制單元，分別根據(jù)六旋翼無人飛行器的三軸角速度與三軸加速度、三軸地磁分量以及速度與位置改變六個(gè)無刷直流電機(jī)調(diào)速器的PWM占空比。\n[0014] 在上述方案中，所述縱向回路控制單元獲得縱向回路輸出ulon，所述橫向回路控制單元獲得橫向回路輸出ulat，所述垂向回路控制單元獲得垂向回路輸出uheight，所述航向回路控制單元獲得航向回路輸出uyaw，所述縱向回路輸出ulon、橫向回路輸出ulat、垂向回路輸出uheight和航向回路輸出uyaw通過混控器得到六個(gè)直流無刷電機(jī)調(diào)速器的輸入PWM占空比命令。\n[0015] 在上述方案中，所述縱向回路控制單元由y軸角速度控制器、x軸重力控制器、縱向速度控制器和縱向位置控制器由內(nèi)而外依次串聯(lián)組成，且縱向速度控制器與x軸重力控制器之間設(shè)有x軸重力前置濾波器。\n[0016] 在上述方案中，所述橫向回路控制單元由x軸角速度控制器、y軸重力控制器、橫向速度控制器和橫向位置控制器由內(nèi)而外依次串聯(lián)組成，且所述y軸重力控制器與所述橫向速度控制器之間設(shè)有y軸重力前置濾波器。\n[0017] 在上述方案中，所述垂向回路控制單元由垂向速度控制器和高度控制器由內(nèi)而外串聯(lián)組成。\n[0018] 在上述方案中，所述航向回路控制單元由z軸角速度控制器和航向角控制器由內(nèi)而外串聯(lián)組成。\n[0019] 在上述方案中，RC接收機(jī)的S.Bus經(jīng)過單路反相器芯片轉(zhuǎn)換成TTL電平的UART串口信號(hào)，再通過所述MCU處理器的UART3串口進(jìn)行采集。\n[0020] 本實(shí)用新型，利用縱向回路、橫向回路、垂向回路以及航向回路控制單元進(jìn)行多串級(jí)反饋控制，有效實(shí)現(xiàn)了自主航線飛行，且減少了飛行控制系統(tǒng)的連線數(shù)量與重量，提高了穩(wěn)定性。\n附圖說明\n[0021] 圖1是本實(shí)用新型的應(yīng)用原理圖；\n[0022] 圖2是本實(shí)用新型中電源轉(zhuǎn)換電路示意圖；\n[0023] 圖3是本實(shí)用新型中六軸慣性傳感器電路示意圖；\n[0024] 圖4是本實(shí)用新型中三軸地磁傳感器電路示意圖；\n[0025] 圖5是本實(shí)用新型中GPS傳感器電路示意圖；\n[0026] 圖6是本實(shí)用新型中MCU處理器示意圖；\n[0027] 圖7是本實(shí)用新型中縱向回路、橫向回路、垂向回路以及航向回路控制單元的工作原理示意圖。\n具體實(shí)施方式\n[0028] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做出詳細(xì)的說明。\n[0029] 圖1是本實(shí)用新型的應(yīng)用原理圖，如圖1所示，本實(shí)用新型提供的具備自主航線飛行能力的六旋翼無人飛行器飛行控制系統(tǒng)101用于控制六旋翼無人飛行器上的六個(gè)無刷直流電機(jī)調(diào)速器301，以控制其六個(gè)旋翼的升力，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的飛行。六個(gè)無刷直流電機(jī)調(diào)速器301由鋰聚合物電池組201供電，人工操作RC搖控器701發(fā)出的控制信號(hào)通過六旋翼無人飛行器上的RC接收機(jī)601接收并傳送給飛行控制系統(tǒng)101，實(shí)現(xiàn)六旋翼無人飛行器的手動(dòng)飛行控制，地面監(jiān)控站501通過六旋翼無人飛行器上的無線數(shù)傳模塊401監(jiān)控其飛行狀態(tài)。\n[0030] 飛行控制系統(tǒng)101包括電源轉(zhuǎn)換電路102、六軸慣性傳感器電路103、三軸地磁傳感器電路104、GPS傳感器電路105和MCU處理器106。其中：\n[0031] 如圖2所示，電源轉(zhuǎn)換電路102用于將鋰聚合物電池組201輸出的8.4～25.2V的電源輸入電壓轉(zhuǎn)換成5V與3.3V的穩(wěn)定電壓，其中，5V電壓用于為六軸慣性傳感器電路\n103、三軸地磁傳感器電路104、GPS傳感器電路105、無線數(shù)傳模塊401以及RC接收機(jī)601供電，3.3V用于為MCU處理器106供電。\n[0032] 如圖2所示，六軸慣性傳感器電路103用于檢測(cè)六旋翼無人飛行器的三軸角速度與三軸加速度，并輸出至MCU處理器106的SPI總線。\n[0033] 如圖3所示，三軸地磁傳感器電路104用于檢測(cè)六旋翼無人飛行器體坐標(biāo)下的三軸地磁分量，并輸出至MCU處理器106的SPI總線。\n[0034] 如圖4所示，GPS傳感器電路105用于檢測(cè)六旋翼無人飛行器的速度與位置，并輸出至MCU處理器106的UART1串口。\n[0035] 如圖5所示，MCU處理器106的UART2串口與無線數(shù)傳模塊401的串口連接，MCU\n2\n處理器106的UART3總線與RC接收機(jī)601的S.Bus接口連接，MCU處理器106的IC總線\n2\n接口與六個(gè)無刷直流電機(jī)調(diào)速器301的IC總線接口連接。\n[0036] 如圖6所示，MCU處理器106上設(shè)有縱向回路控制單元、橫向回路控制單元、垂向回路控制單元以及航向回路控制單元，根據(jù)六旋翼無人飛行器的三軸角速度與三軸加速度、三軸地磁分量以及速度與位置輸出控制信號(hào)，改變六個(gè)無刷直流電機(jī)調(diào)速器的PWM占空比，控制六個(gè)無刷直流電機(jī)調(diào)速器301改變相應(yīng)旋翼的升力，實(shí)現(xiàn)飛行控制(請(qǐng)參見下面結(jié)合圖3所做出和詳細(xì)介紹)。\n[0037] 圖2是本實(shí)用新型提供的一種具備自主航線飛行能力的六旋翼無人飛行器飛行控制系統(tǒng)電路圖。如圖2所示：\n[0038] 電源轉(zhuǎn)換電路102由降壓轉(zhuǎn)換器芯片U1、線性穩(wěn)壓電源芯片U2、電容器C1、C2、C3、C4、C5、電阻器R1、R2、電感器L1、肖特基二極管D1和電源接口JP1組成。其中，降壓轉(zhuǎn)換器芯片U1、電容器C1、C2、C3、電阻器R1、R2、電感器L1和肖特基二極管D1組成DC-DC降壓轉(zhuǎn)換電路，將鋰聚合物電池組201輸出的8.4～25.2V的輸入電壓轉(zhuǎn)換成5V穩(wěn)定電壓；其中，電容器C1起穩(wěn)壓作用，電容器C2為降壓轉(zhuǎn)換器芯片U1集成的MOSFET提供柵極驅(qū)動(dòng)電壓；\n電感器L1和電容器C3構(gòu)成LC濾波電路，起穩(wěn)定輸出電壓作用；電阻器R1、R2構(gòu)成分壓電路，為降壓轉(zhuǎn)換器芯片U1的第四管腳提供電壓反饋；肖特基二極管D1起續(xù)流作用。降壓轉(zhuǎn)換器芯片U1采用德州儀器公司的TPS5430降壓轉(zhuǎn)換器芯片。線性穩(wěn)壓電源芯片U2、電容器C4、C5構(gòu)成線性降壓電路，將5V穩(wěn)定電壓轉(zhuǎn)換成3.3V穩(wěn)定電壓；電容器C4、C5起穩(wěn)定電壓作用。\n[0039] 六軸慣性傳感器電路103由六軸慣性傳感器芯片U3和電容器C6、C7、C8、C9組成，用于檢測(cè)飛行器的三軸角速度與三軸加速度。六軸慣性傳感器芯片U3采用意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的帶SPI數(shù)字輸出的六軸慣性傳感器芯片LSM330DLC；電容器C6、C7、C8、C9起穩(wěn)定電壓作用。\n[0040] 三軸地磁傳感器電路104由三軸地磁傳感芯片U4和電容器C10、C11、C12組成，用于機(jī)體坐標(biāo)系下地磁分量的檢測(cè)。三軸地磁傳感芯片U4采用霍尼韋爾公司生產(chǎn)的帶SPI數(shù)字輸出的三軸電子羅盤芯片HMC5983；電容器C11起蓄能作用，為三軸地磁傳感芯片U4內(nèi)置的置位/復(fù)位電路提供電荷；電容器C12配合三軸地磁傳感芯片U4內(nèi)置的置位/復(fù)位電路產(chǎn)生正向與反向脈沖電流，以提高地磁傳感器的線性度并降低交叉軸效應(yīng)與溫度效應(yīng)。\n[0041] GPS傳感器電路105由GPS模塊芯片U5、GPS天線A1和電容器C13組成，用于飛行器速度與位置的檢測(cè)。GPS模塊芯片U5采用ublox生產(chǎn)的多功能GPS/GNSS模塊芯片NEO-7P；GPS天線采用陶瓷無源天線；電容器C13起穩(wěn)定電源電壓作用。\n[0042] MCU處理器106的核心是MCU處理器芯片U6，并設(shè)有無刷直流電機(jī)調(diào)速器接口JP2、無線數(shù)傳模塊接口JP3、RC接收機(jī)接口JP4以及JTAG調(diào)試接口JP5。MCU處理器芯片U6采用意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的基于Cortex-M3內(nèi)核的32位嵌入式微控制器芯片STM32F405RG，其上設(shè)有縱向回路控制單元、橫向回路控制單元、垂向回路控制單元以及航\n2\n向回路控制單元。無刷直流電機(jī)調(diào)速器接口JP2用于連接MCU處理器芯片U6集成的IC總\n2\n線(引腳PB8、引腳PB9)與六個(gè)無刷直流電機(jī)301的IC總線；無線數(shù)傳模塊接口JP3用于連接MCU處理器芯片U6集成的UART2串口(引腳PA2、引腳PA3)與無線數(shù)傳模塊401的串口；RC接收機(jī)接口JP4用于連接RC接收機(jī)601的S.Bus信號(hào)輸出，該信號(hào)經(jīng)單路反向器芯片U7電平轉(zhuǎn)換后與MCU處理器芯片U6集成的UART3串口(引腳PC11)連接；JTAG調(diào)試接口JP5用于連接JTAG調(diào)試器實(shí)現(xiàn)程序下載與在線調(diào)試；晶體振蕩器OSC1為8MHz有源晶體振蕩器；電容器C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24起穩(wěn)定電壓作用；電阻器R3將MCU處理器芯片U6的引腳BOOT0下拉接地，使程序從MCU處理器芯片U6內(nèi)置的\n2\nFlash存儲(chǔ)器開始運(yùn)行；電阻器R4、R5為IC總線的上拉電阻。\n[0043] 如圖3所示：\n[0044] 縱向回路控制單元由y軸角速度控制器N4、x軸重力控制器N3(對(duì)應(yīng)現(xiàn)有技術(shù)中的俯仰角控制回路)、縱向速度控制器N2和縱向位置控制器N1由內(nèi)而外依次串聯(lián)組成?？v向位置控制器N1根據(jù)縱向位置設(shè)定值與縱向位置測(cè)量值計(jì)算縱向速度設(shè)定值；縱向速度控制器N2根據(jù)縱向速度設(shè)定值與縱向速度測(cè)量值計(jì)算x軸重力設(shè)定值并經(jīng)x軸重力前置濾波器F1濾波得到x軸重力設(shè)定值，采用前置濾波器F1的目的是匹配縱向速度控制回路的低動(dòng)態(tài)特性與x軸重力控制回路的高動(dòng)態(tài)特性，提高控制的穩(wěn)定性；x軸重力控制器N3根據(jù)濾波后的x軸重力設(shè)定值與x軸重力測(cè)量值計(jì)算y軸角速度設(shè)定值；y軸角速度控制器N4根據(jù)y軸角速度設(shè)定值與y軸角速度測(cè)量值計(jì)算縱向回路輸出ulon；本實(shí)用新型，在縱向回路控制單元中采用了x軸重力控制代替現(xiàn)有的俯仰角控制，其主要優(yōu)勢(shì)在于避免了費(fèi)時(shí)的三角函數(shù)運(yùn)算，提高了控制的實(shí)時(shí)性；另外，縱向位置控制器N1、縱向速度控制器N2、x軸重力前置濾波器F1、x軸重力控制器N3以及y軸角速度控制器N4均基于定量反饋理論進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證控制器的魯棒性。\n[0045] 橫向回路控制單元由x軸角速度控制器N8、y軸重力控制器N7(對(duì)應(yīng)現(xiàn)有技術(shù)中的橫滾角控制回路)、橫向速度控制器N6和橫向位置控制器N5由內(nèi)而外依次串聯(lián)組成。橫向位置控制器N5根據(jù)橫向位置設(shè)定值與橫向位置測(cè)量值計(jì)算橫向速度設(shè)定值；橫向速度控制器N6根據(jù)橫向速度設(shè)定值與橫向速度測(cè)量值計(jì)算y軸重力設(shè)定值并經(jīng)y軸重力前置濾波器F2濾波得到y(tǒng)軸重力設(shè)定值，采用前置濾波器F2的目的是匹配橫向速度控制回路的低動(dòng)態(tài)特性與y軸重力控制回路的高動(dòng)態(tài)特性，提高控制的穩(wěn)定性；y軸重力控制器N7根據(jù)濾波后的y軸重力設(shè)定值與y軸重力測(cè)量值計(jì)算x軸角速度設(shè)定值；x軸角速度控制器N8根據(jù)x軸角速度設(shè)定值與x軸角速度測(cè)量值計(jì)算橫向回路輸出ulat；本實(shí)用新型，在橫向回路控制單元中采用了y軸重力控制代替現(xiàn)有的橫滾角控制，其主要優(yōu)勢(shì)在于避免了費(fèi)時(shí)的三角函數(shù)運(yùn)算，提高了控制的實(shí)時(shí)性；另外，橫向位置控制器N5、橫向速度控制器N6、y軸重力前置濾波器F2、y軸重力控制器N7以及x軸角速度控制器N8均基于定量反饋理論進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證控制器的魯棒性。\n[0046] 垂向回路控制單元由垂向速度控制器N10和高度控制器N9由內(nèi)而外串聯(lián)組成。高度控制器N9根據(jù)高度設(shè)定值與高度測(cè)量值計(jì)算垂向速度設(shè)定值；垂向速度控制器N10根據(jù)垂向速度設(shè)定值與垂向速度測(cè)量值計(jì)算垂向回路輸出uheight；高度控制器N9、垂向速度控制器N10均基于定量反饋理論進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證控制器的魯棒性。\n[0047] 航向回路控制單元由z軸角速度控制器N12和航向角控制器N11由內(nèi)而外串聯(lián)組成。航向角控制器N11根據(jù)航向角設(shè)定值與航向角測(cè)量值計(jì)算z軸角速度設(shè)定值；z軸角速度控制器N12根據(jù)z軸角速度設(shè)定值與z軸角速度測(cè)量值計(jì)算航向回路輸出uyaw；航向角控制器N11、z軸角速度控制器C12均基于定量反饋理論進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證控制系統(tǒng)的魯棒性。\n[0048] 最終，縱向回路輸出ulon、橫向回路輸出ulat、垂向回路輸出uheight和航向回路輸出uyaw通過混控器計(jì)算得到六個(gè)直流無刷電機(jī)調(diào)速器的輸入u1、u2、u3、u4、u5、u6，以實(shí)現(xiàn)對(duì)六個(gè)直流無刷電機(jī)的控制，從而實(shí)現(xiàn)六旋翼無人飛行器的飛行控制。具體計(jì)算公式為：\n[0049] u1＝uheight+ulon-ulat+uyaw (1)\n[0050] u2＝uheight-ulat-uyaw (2)\n[0051] u3＝uheight-ulon-ulat+uyaw (3)\n[0052] u4＝uheight-ulon+ulat-uyaw (4)\n[0053] u5＝uheight+ulat+uyaw (5)\n[0054] u6＝uheight+ulon+ulat-uyaw (6)\n[0055] 綜上所述，本實(shí)用新型提供的具備自主航線飛行能力的六旋翼無人飛行器飛行控制系統(tǒng)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：\n[0056] (1)通過一個(gè)I2C接口與六個(gè)無刷直流電機(jī)調(diào)速器連接，實(shí)現(xiàn)了高分辨率的調(diào)速設(shè)定值給定以及電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)電流、MOS管溫度等的實(shí)施監(jiān)控；同時(shí)通過降低連線復(fù)雜度減輕了連接線的重量。\n[0057] (2)通過采集RC接收機(jī)的S.Bus信號(hào)獲得手動(dòng)遙控信號(hào)，RC接收機(jī)的S.Bus信號(hào)經(jīng)過SN74AHC1G01單路反相器芯片U7轉(zhuǎn)換成TTL電平的UART串口信號(hào)，再通過MCU處理器芯片U6的UART3串口通過數(shù)字形式進(jìn)行采集，只需一根三芯連接線即可完成手動(dòng)遙控信號(hào)的采集，減少了飛行控制系統(tǒng)的連線數(shù)量與重量；\n[0058] (3)六旋翼無人飛行器的運(yùn)動(dòng)分別由MCU處理器上的縱向回路控制單元、橫向回路控制單元、垂向回路控制單元以及航向回路控制單元四個(gè)控制單元進(jìn)行多串級(jí)反饋控制，有效實(shí)現(xiàn)了自主航線飛行；\n[0059] (4)采用x軸重力控制器、y軸重力控制器分別取代俯仰角控制器和橫滾角控制器，避免了大量的三角函數(shù)運(yùn)算，有效降低了MCU處理器的計(jì)算量，提高控制的實(shí)時(shí)性；\n[0060] (5)各內(nèi)、外控制器之間采用前置濾波器進(jìn)行連接，提高了控制的穩(wěn)定性。\n[0061] (6)RC接收機(jī)的S.Bus信號(hào)經(jīng)過SN74AHC1G01單路反相器芯片U7轉(zhuǎn)換成TTL電平的UART串口信號(hào)，再通過MCU處理器芯片U6的UART3串口通過數(shù)字形式進(jìn)行采集，采用高集成度的MCU處理器為主控芯片，降低系統(tǒng)成本的同時(shí)提高了系統(tǒng)可靠性，有效實(shí)現(xiàn)了自主航線飛行。\n[0062] 本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人應(yīng)該得知在本實(shí)用新型的啟示下作出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本實(shí)用新型具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。