基于MEMS的低成本多旋翼飞控设计以及实现*

周新淳

(宝鸡文理学院，陕西 宝鸡 721016 )



基于MEMS的低成本多旋翼飞控设计以及实现*

周新淳

(宝鸡文理学院，陕西 宝鸡 721016 )

随着多旋翼飞行器应用场景的增多以及MEMS传感器技术的进步，低成本MEMS传感器应用在多旋翼飞控上需求越来越广。研究设计了一种基于MAX21000+ADXL362+HMC5983+MS5611等MEMS传感器的多旋翼飞控，处理器采用STM32F407，大大降低了硬件成本。在算法层面，姿态通道采用线性自抗扰(LADRC)中的微分跟踪器和线性状态扩张器，减少了超调，提高了抗干扰能力，实现了姿态控制和定点飞行等功能。经实际飞行表明，基于MEMS传感器的低成本多旋翼飞控具有成本低、性价比较高和算法简洁等优点，非常适合消费级多旋翼使用。

MEMS; 多旋翼无人飞行器；飞行控制；姿态解算；线性自抗扰

自1916年Lawrence和Sperry制造了第1架无人机发展至今，无人机已经成为一个活跃在军事、工业、服务和娱乐领域规模庞大的产业。无人机的类型可分为固定翼、单旋翼、多旋翼、扑翼和飞艇等[1-2]。其中，多旋翼飞行器以其独有的飞行特性，得到了越来越多的关注和应用。随着多旋翼飞行器在消费领域的推广，遇到的最大问题就是传统飞控成本价格远远超出了产品所能承受的范围。

本文所设计的基于MEMS传感器的多旋翼飞控，采用了美信公司生产的MAX21000三轴MEMS陀螺仪、ADI公司的ADXL362三轴加速度传感器、霍尼韦尔公司的HMC5983三轴磁传感器以及MEAS公司的MS5611气压传感器。上述传感器都采用SPI总线，具有高速、可靠和接口一致性好等特点。GPS采用UBLOX公司的M8N多星座接收机，与上述传感器组成一套完整的导航设备。……