仿生微飛行器水槽實驗模型姿態(tài)控制系統(tǒng)的設計.pdf

1、仿生微飛行器由于具有其他微飛行器無可比擬的優(yōu)勢,這方面的研究受到越來越多人的重視。為了測試仿昆蟲微飛行器的姿態(tài)控制方法,特設計了一套仿生微飛行器水槽姿態(tài)伺服控制系統(tǒng)用于該研究。本論文的工作主要分兩部分,即該系統(tǒng)的硬件設計以及與該硬件匹配的固件設計。
　　系統(tǒng)硬件部分。該部分主要由單片機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)板、驅動器、步進電機和變頻器構成,其控制核心是STM8L152 M8單片機。該單片機主要完成通過串口接收 PC機發(fā)來的數(shù)據(jù),并完成對傳感

2、器信號的采樣;PID計算結果通過4~20mA電流環(huán)輸出至變頻器以控制水流速度;另一路通過轉換成脈沖信號輸出至步進電機驅動器,控制步進電機的轉動角度,以實現(xiàn)姿態(tài)角的閉環(huán)控制。采用光電隔離和各類接地技術,提高系統(tǒng)的抗干擾能力。
　　與該硬件匹配的固件設計。整個系統(tǒng)需要通過實時采樣測試出撲翼微飛行器模型的姿態(tài)和水流的速度,并上傳到PC機;在PC機端分析計算后,得到仿昆蟲微飛行器的下一步實時飛行控制參數(shù),并將這些參數(shù)發(fā)送到本系統(tǒng);本系統(tǒng)通