【正文】 inear control with applications to unmanned helicopter flight[D]. Toronto, ［ 10］ 牛金宇 .涵道共軸旋翼飛行器建模與驗證 [D].南京：南京航空航天大學(xué)， ［ 11］ 蒙博宇 .STM32自學(xué)筆記 [M],北京，北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 ［ 12］ STM32F103 CDE數(shù)據(jù)手冊 [S]，意法半導(dǎo)體（中國）投資有限公司 ［ 13］ UM0427 [S]，意法半導(dǎo)體（中國）投資有限公司 ［ 14］ 張呈林，郭才根 .直升機總體設(shè)計 [M].國防工業(yè)出版社， 2021 致謝 短短 4年大學(xué)生活即將結(jié)束，完成論文時也是感觸良多。 （ 4） 介紹了電調(diào)對于旋翼轉(zhuǎn)速的控制，說明了 PWM脈沖寬度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，實現(xiàn)了旋翼轉(zhuǎn)速的控制。 在控制旋翼轉(zhuǎn)速時有簡單模式和直升機模式，當(dāng)油門加到 40％時，我們測了轉(zhuǎn)速為 1600轉(zhuǎn)/min，符合條件。實現(xiàn)了舵機分配和槳距標(biāo)定。 F1=fEqCollonpud。 舵機指令標(biāo)定 實驗室測量對實際 PWM信號的脈沖寬度與六個舵機輸出轉(zhuǎn)角關(guān)系分別進(jìn)行曲線擬合，如圖。 第五章舵機分配及槳距標(biāo)定 引言 CPU 得到捕獲 PWM 波的周期和占空比等信息，高電平量可變的 PWM 波用于驅(qū)動舵機，不同脈寬對應(yīng)相關(guān)舵機轉(zhuǎn)到不同的角度，進(jìn)一步可以通過舵機驅(qū)動自動傾斜器實現(xiàn)變距操作。 PWM輸出程序流程如下圖所示： 305752547625000306260548133000306260548133000271462510985500開始 305752552768500259080011239500設(shè)置參考時鐘 254444515240000 清空計數(shù)器 305752513716000 25654006667500 設(shè)定輸出 脈沖周期 44011852705100024961852781300030575256096000 361188026543000 設(shè)定輸出脈沖調(diào)整占空比 369189026479500305752526289000 寬度并重新輸出 249555018859500 設(shè)輸出引腳極性 圖 PWM輸出流程圖 初始化設(shè)置： 1. 設(shè)置 RCC時鐘； 2. 設(shè)置 GPIO； 3. 設(shè)置 TIMx相關(guān)的寄存器； 4. 設(shè)置 TIMx的 PWM相關(guān)寄存器。 模式 2：向上計數(shù)時，當(dāng) TIMx_CNTTIMx_CCR1 時通道 1 為無效；向下計數(shù)時，當(dāng)TIMx_CNTTIMx_CCR1時通道 1為有效。 PWM輸入捕獲處理 在捕獲 PWM波時，觸發(fā) EXTI中斷后進(jìn)入響應(yīng)的中斷處理函數(shù)，在這里通過對不同的觸發(fā)方式進(jìn)行不同的操作，首次為上升沿觸發(fā)，將觸發(fā)方式改為下降沿觸發(fā)，并讀取此時 TIM7的計數(shù)值，保存在全局變量中；再次進(jìn)入該通道 EXTI 中斷處理函數(shù)后，觸發(fā)方式為下降沿觸發(fā)，此時將 EXTI的觸發(fā)方式改為上 升沿觸發(fā)，并讀取此時 TIM7的計數(shù)值，保存在全局變量中，與第一次計數(shù)值相減即為該通道 PWM波高電平時間；第三次進(jìn)入該通道 EXTI中斷處理函數(shù)后，觸發(fā)方式為上升沿觸發(fā)，將 EXTI觸發(fā)方式改為下降沿觸發(fā)，讀取此時 TIM7的計數(shù)值，與第一次計數(shù)值相減即為該通道 PWM波周期值。 （ 2） 通過 = 0xffff語句，設(shè)置了在下一個更新事件裝入活動的自動重裝載寄存器周期的值為 0xffff。 （ 3） 通過 GPIO_Init（）函數(shù)，設(shè)置根據(jù) GPIO_InitStruct 中指定的參數(shù)初始化外設(shè) GPIOx寄存器。 解碼方式： PPM/PCMS 1024/PCMS 4096。 工作電流：≤ 300mA。 圖 中所示兩路串行通信口分別為導(dǎo)航信息接收串口和地面控制站數(shù)據(jù)交互串口，采用115200的波特率、 8位數(shù)據(jù)位、 1位停止位及無校驗位的設(shè)置。它是一個可全面定制的串行通信口，其數(shù)據(jù)長度、停止位、波特率都可以設(shè)置。 4263390236791500425577019716760042595806134100091440020764500051396901941195地面站 00地面站 5162550333375各路舵機 00各路舵機 35166301857375串口 USART00串口USART18402301826895PWM 捕獲 00PWM 捕獲 3592830356235PWM 輸出 00PWM 輸 出4991101918335 遙控器 00 遙控器 1832610356235STM32400000STM32 控制器硬件結(jié)構(gòu)圖如下： 圖 控制器硬件結(jié)構(gòu)圖 處理器 STM32在上一章介紹過了。 圖 復(fù)位電路圖 為了讓 STM32 最小系統(tǒng)運行起來，還需要硬件調(diào)試端口，這樣才可以使用調(diào)試仿真器鏈接STM32。 圖 芯片電源電路 時鐘電路是整個微處理器的心臟，控制著處理器工作的節(jié)奏，起著產(chǎn)生時鐘驅(qū)動微控制器的作用。 擁有 2個 I2C接口、 5個 USART接口、 3個 SPI接口、 2個可復(fù)用為 I2S接口、 CAN接口、USB 、 SDIO接口。其系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 ： 圖 STM32內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 該微控制器主要性能參數(shù)如下： 內(nèi)核選用了 32位 的 CortexTMM3 CPU，工作頻率最高達(dá) 72MHz[12]。 SecurCore 系列專門為安全要求高的應(yīng)用而設(shè)計。它不僅在航空領(lǐng)域受到廣泛的應(yīng)用而且在其他嵌入式領(lǐng)域也取得了廣泛運用。通過改變槳距操作可以使得飛行器以直升機的形式飛行，而機身整體是固定翼結(jié)構(gòu)而且?guī)в形餐坪托贝刮?，利用尾推的推力和垂尾的變距?作可以使得飛行器以固定翼模式飛行。槳葉受力圖如圖 ?！帮w鴻”涵道式旋翼無人飛行器，如圖 。 1992 年，美國啟動了多用途安全與監(jiān)視任務(wù)平臺，最終采用了美國西科斯基研制的高性能涵道共軸無人直升機 Cypher，如圖 。 PWM 目錄 摘要 ????????? i Abstract ………………………ii 第一章緒論 ????????? 1 ????????? 1 ????????? 1 ????????? 1 ????????? 3 ????????? 4 第二章旋翼載荷分析與操縱機構(gòu)設(shè)計 ????????? 5 引言 ????????? 5 旋翼載荷分析 ????????? 5 操縱機構(gòu)設(shè)計 ????????? 8 本章小結(jié) ????????? 8 第三章 ARM處理器基本原理和開發(fā)環(huán)境 ????????? 10 引言 ????????? 10 ARM處理器 ????????? 10 STM32處理器 ????????? 11 本章小結(jié) ????????? 14 第四章處理器控制板輸入輸出配置 ????????? 15 引言 ????????? 15 控制器硬件 ????????? 15 USART串口通信 ????????? 15 PWM輸入捕獲 ????????? 17 PWM信號 ????????? 17 ????????? 18 PWM脈寬測量定時器設(shè)置 ????????? 19 PWM輸入捕獲處理 ????????? 20 PWM輸出 ????????? 20 設(shè)置 RCC時鐘 ????????? 24 設(shè)置 GPIO ????????? 24 設(shè)置 TIMx定時器相關(guān)寄存器 ????????? 24 設(shè)置 TIMx定時器 PWM相關(guān)寄存器 ????????? 25 ????????? 25 第五章舵機分配及槳距標(biāo)定 ????????? 26 引言 ????????? 26 舵機的控制 ????????? 26 舵機指令標(biāo)定 ????????? 27 控制通道指令分配 ????????? 27 本章小結(jié) ????????? 29 第六章旋翼轉(zhuǎn)速控制 ????????? 30 引言 ????????? 30 電子調(diào)速器 ????????? 30 旋翼轉(zhuǎn)速控制 ?? ??????? 31 第七章總結(jié)與展望 ????????? 32 已完成的工作 ????????? 32 存在的問題 ????????? 32 展望 ????????? 32 參考文獻(xiàn) ????????? 33 致謝 ????????? 34 第一章緒論 涵道飛行器的研制開始于上世紀(jì) 80 年代，涵道飛行器的旋翼被包在涵道內(nèi)，可以很好地起到保護(hù)旋翼的作用，而且涵道可以為飛行器提供更佳的氣動力，可以提高飛行器的氣動效率，而且產(chǎn)生的噪聲比較小。 作者簽名： 年月日 （學(xué)號）： 涵道共軸旋翼系統(tǒng)操縱機構(gòu)設(shè)計與控制 摘要 本文介紹了涵道共軸旋翼無人飛行器在國內(nèi)與國外的發(fā)展近況，通過葉素法對旋翼載荷進(jìn)行了分析，完成了操縱機構(gòu)的設(shè)計，操縱機構(gòu)設(shè)計為涵道共軸雙旋翼。根據(jù) PWM輸出信號的脈沖寬度與舵機轉(zhuǎn)角的線性關(guān)系對舵機指令進(jìn)行標(biāo)定，完成了對控制通道指令的分配。這引起了各國研究者的重視。美國國防高級研究計劃局要求無人機以涵道 飛行器結(jié)構(gòu)為主并且具有垂直起降和懸停的能力。全機重量60kg，航程和最大平飛速度分別為 40km和 100km/h。而且它們均與翼型的形狀、迎角、Re 數(shù)和馬赫數(shù)等有關(guān)。 a)涵道共軸雙旋翼飛行器 b)旋翼系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖 涵道共軸雙旋翼飛行器 旋翼拉力可由上一節(jié)得到，而旋翼離心力為： N=0RM/RΩ 2rdr=（ 223） 其中 M為槳葉質(zhì)量， M=120g。世界上有很多半導(dǎo)體生產(chǎn)商從 ARM 公