无人机飞控

知识库

STM32 飞控算法理论

轻量级无人机飞控-[Drone]-[STM32]-[PID]-[BLDC]

STM32F103 产品概要

理论摘抄

四轴飞行器特点

• 四个电机的轴距几何中心的距离相等
• 四个电机一对正转一对反转
• 拥有 6 种运动状态：垂直运动、俯仰运动、滚转运动、偏航运动、前后运动和侧向运动。

一点物理知识

力矩公式：

力矩 $\tau$ 作用力 F 位置向量 r

$\theta$ 是两个向量 𝐹 与 𝑟 之间的夹角

$$\tau =|r||F|sin\theta$$

力矩的方向用右手定则确定： 右手往杠杆的旋转方向弯卷，伸直的大拇指与为力矩方向。

理解反扭矩平衡和航向稳定

1. 反扭矩：

   • 当一个螺旋桨旋转时，它对空气施加一个力，这个力产生的反作用力使螺旋桨和连接它的电机产生一个反向的旋转力矩（反扭矩）。

   • 如果所有螺旋桨都朝同一方向旋转，这些反扭矩会相加，导致飞行器整体旋转，难以控制。

2. 正转和反转螺旋桨的平衡：

   • 四轴飞行器的设计让两个螺旋桨顺时针旋转，两个螺旋桨逆时针旋转。

   • 顺时针旋转的螺旋桨产生的反扭矩与逆时针旋转的螺旋桨产生的反扭矩方向相反，这样它们互相抵消。

   • 这种设计确保在没有外力干扰的情况下，飞行器不会因为反扭矩而自转，保持了其航向的稳定。