农业植保多旋翼无人机飞行控制系统设计

申艺方 ，解向阳

（济源职业技术学院，河南 济源 459000）

在农业自动化、现代化发展趋势下，人工背负式喷雾机逐渐被淘汰，自走式喷雾机和植保无人机得到了推广应用。植保无人机搭载喷药装置，可以由地面站工作人员远程控制，或者按照预设指令实现高空自动喷药。对比来看，使用植保无人机喷药具有覆盖面积广、作业效率高、安全性好等一系列优势。现阶段，农业植保多旋翼无人机在实际应用中面临的主要问题是定点喷洒精度不高，不仅造成农药的浪费，而且增加了无人机的飞行频次，导致农业植保作业的成本升高。基于此，有必要对多旋翼无人机的飞行控制系统进行优化设计，提高控制精度，使农业植保无人机能够在合适的位置喷洒农药，提高作业效率。

1 农业植保无人机飞行控制系统的整体架构

本文设计的农业植保多旋翼无人机飞行控制系统由主控系统、惯性测量单元、磁力计、加速度计、定位系统、喷洒系统、空速测量系统等构成。主控MCU选用STM32F428IGT6高性能芯片，主频200 MHz，内置256 KB的RAM和512 KB的Flash，8条主控总线和7条被控总线，2个32位定时器和150个I/O接口。主控系统利用通信模块分别获取飞行姿态数据、避障雷达数据、位置信息、高度数据等，然后利用芯片完成对各类数据的处理，再将处理结果同步反馈给地面站。地面站根据接收处理结果，编辑控制指令发送给无人机的主控系统。主控系统响应指令，并输出PWM信号改变电机转速，进而实现对无人机高度、速度、姿态的调整。……