AntigravityC的博客

输出分配  控制器产生roll、pitch、yaw 三个自由度的输出值，接下来的问题是如何将其输送给四个电机，这就是飞控的输出分配。电机分配的基本思想是每个电机等于三个自由度的加减的结合，根据这三个自由度变化时所期望的电机速度的增减来确定具体是增还是减。  例如，pid 偏差是设定值减实际值，roll 的自由度左倾是负的，想让四旋翼左倾的话需要设定 roll 为负，那么设定值减实际值就是负的，得出的 pid 输出量是负的，要达到四旋翼左倾的效果就必须让左边的两个电机减速，右边的两个电机加速，所以左边电

PID控制算法  PID控制器是一个结构简单并且成熟稳定的控制器，在工业上应用广泛。包括比例（Proportion）、积分（Integral）、微分（Differential）三个控制元素，三者是对系统偏差不同处理方式。比例控制 P  比例控制是基础，将反馈值和期望值的差值和一个参数KP进行相乘，表示这一个控制周期对误差的矫正力度，类似火车进入火车站时候的油门量。此参数过小会导致恢复力度不足以克制干扰变大的趋势，比例参数过大会导致超调并且系统发散。偏差值=设定值–反馈值比例输出=偏差值*比例参数

  对于一个简单的飞控程序来说，控制器是它最核心的部分，这里主要与大家讨论控制系统的基本理论知识，包括控制系统概念、闭环控制系统的原理，下篇将侧重包含pid控制算法的具体实践。控制系统  顾名思义控制系统是用来控制其他设备状态的，通过控制系统可以将被控对象的状态改变为我们所期望的方式，比如司机通过控制系统驾驶车辆、冰箱自动调节室温，此处讨论的是控制系统的软件设计。  基本的控制系统有开环控制系统和闭环控制系统的区分，开环控制系统就是不关心系统的状态是什么情况，盲目的根据命令施加操作，闭环控制系统得到命

无人机遥控器控制信号获取  控制无人机首先要考虑的是给无人机下指令，其次是让其从当前状态达到我们的指令状态。遥控器和飞控的沟通是首先要构建的一环。需要把遥控器的脉冲宽度转化成无人机的状态角度。  我使用航模通用协议有PWM、PPM与SBUS，我使用基于串口的SBUS协议，根据帧排序解析25个8bit字节即可，SBUS协议在串口解析前要对信号电平进行反向。  sbus解析c语言实现推荐博文  接收过来的接收机信号是遥控器各个通道值，比如大多数航模遥控器遵循通道一到通道四对应着无人机的 roll、pit

姿态解算  姿态传感器读出加速度和角速度，而对一个系统的自动控制往往需要更加上层和贴近应用的的一个属性：角度。所以需要通过加速度和角速度进行数据融合转化得到姿态角度。  以MPU6050为例，姿态解算有硬解算即DMP解算和软解算，配置传感器内部的运动处理器搭配DMP软件驱动库可进行DMP解算，根据IMU的特性在MCU等开发平台上进行一些移植就可以输出三个姿态角，软件解算则只关注将传感器原始数据进行算法融合，这里我们只讨论软件姿态解算。互补滤波  软件解算的核心原理是互补滤波，实际上单独通过角速度积分

姿态传感器数据采集姿态传感器可以说是整个无人机飞控系统的核心部件，我们在使用姿态传感器的时候mpu6050时通过I2C对模块的相对寄存器进行初始化和读取，根据精度设置对读取出来的各个轴电压值进行单位转换便可以得到各个轴的角速度和加速度。...

飞行原理  四旋翼的结构组装有十字模式和X模式之分，两者的基本原理一致，方向结构不同，都是通过四个电机的组合状态进行控制姿态飞行，而十字型四旋翼机头是对准其中一个电机的，X型的四旋翼四个电机在对角线。  高速旋转的四旋翼螺旋桨产生空气对无人机的反作用力，此反作用力为四旋翼垂直运动提供升力，除了垂直方向的升力，因旋翼切面形状而在水平方向产生的反作用力会使得单个旋翼有自旋的倾向，为了解决这个问题，采用相邻旋翼旋转方向相反的方式来互相抵消水平方向的旋扭力力。所以四旋翼电机有正反之分。  相对于升降动作，

四旋翼无人机飞控系统设计（方案篇）四旋翼无人机为多旋翼无人机中最经典的机型，此设计为四旋翼无人机飞控系统设计（侧重软件），这里主要涉及基于MCU的无人机飞控程序的编写，使用的无人机机架、电机、电调、锂电池、航模遥控器、接收机等为淘宝购买并自组，新手应先入门航模有关知识防止出现安全事故。使用M4内核stm32F407单片机外置姿态传感器、高度传感器、光流传感器等组成飞控系统。使用串级PID控制作为无人机飞控的核心算法。使用高度环工作和光流控制矫正机械误差、参数优化不足等因素产生的漂移。使用的RTOS是RT