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基于Arduino的四旋翼飛行器系統(tǒng)設計與制作 版權(quán)信息
- ISBN：9787560651590
- 條形碼：9787560651590 ; 978-7-5606-5159-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
基于Arduino的四旋翼飛行器系統(tǒng)設計與制作 本書特色
本書是一部關于四旋翼飛行器的科普讀物。全書共6章：第1章介紹了四旋翼飛行器的概念、發(fā)展史以及四旋翼飛行器的主要優(yōu)缺點和技術(shù)難點，讓讀者對四旋翼飛行器有初步的了解；第2章重點講述了Arduino的原理及應用，為學習開源飛控打下基礎；第3章介紹了四旋翼飛行器的飛行原理、飛行姿態(tài)及濾波算法，為讀者制作四旋翼飛行器打下基本的理論基礎；第4章介紹了四旋翼飛行器的硬件選擇，為讀者開展四旋翼飛行器制作做好器材準備；第5章通過講解一個具體的四旋翼飛行器的制作過程，向讀者詳細介紹了硬件組裝步驟，并且提供了與飛行控制相關的全部源代碼，讓讀者具備制作一架真正屬于自己的四旋翼飛行器的實際動手能力；第6章展望了四旋翼飛行器的新技術(shù)和未來的發(fā)展方向，為讀者今后能深入學習四旋翼飛行器提供借鑒。
本書可以作為大學或高中學生開展基于實踐的STEAM學習的素材，也可以作為教師開展STEAM教學的教輔。
基于Arduino的四旋翼飛行器系統(tǒng)設計與制作 內(nèi)容簡介
本書主要介紹了四旋翼的基本概念、發(fā)展史以及四旋翼的主要優(yōu)缺點和技術(shù)難點, 讓讀者對四旋翼有個初步的了解 ; 講述了開源硬件Arduino的原理及應用基礎, 為學習開源飛控打下基礎等。
基于Arduino的四旋翼飛行器系統(tǒng)設計與制作 目錄
第1章 概述 1
1.1 四旋翼飛行器簡介 1
1.1.1 四旋翼飛行器的概念 1
1.1.2 四旋翼飛行器的發(fā)展史 1
1.2 四旋翼飛行器的主要優(yōu)缺點和技術(shù)難點 3
1.2.1 四旋翼飛行器的主要優(yōu)缺點 3
1.2.2 四旋翼飛行器的技術(shù)難點 4
思考題 5
第2章 Arduino的原理及應用 6
2.1 開源飛控 6
2.2 初識Arduino 7
2.2.1 Arduino簡介 8
2.2.2 Arduino的不同版本 10
2.3 Arduino開發(fā)環(huán)境搭建 14
2.3.1 IDE環(huán)境介紹 14
2.3.2 Arduino驅(qū)動安裝 17
2.3.3 實現(xiàn)Hello Arduino 19
2.4 Arduino編程基礎 22
2.4.1 程序結(jié)構(gòu) 22
2.4.2 控制語句 23
2.4.3 相關語法 30
2.4.4 算術(shù)運算 32
2.4.5 比較運算 34
2.4.6 布爾運算 35
2.4.7 指針運算 36
2.4.8 位運算 36
2.4.9 復合運算符 40
2.4.10 常量與變量 41
2.5 Arduino的基本函數(shù) 56
2.5.1 數(shù)字I/O函數(shù) 57
2.5.2 模擬I/O函數(shù) 59
2.5.3 高級I/O函數(shù) 61
2.5.4 時間函數(shù) 65
2.5.5 幾個基本的數(shù)學運算函數(shù) 67
2.5.6 三角函數(shù) 70
2.5.7 隨機數(shù)函數(shù) 71
2.5.8 位操作函數(shù) 72
2.5.9 設置中斷函數(shù) 74
2.5.10 開關中斷函數(shù) 75
2.6 Arduino硬件平臺 76
2.6.1 Arduino Uno R3的硬件原理 76
2.6.2 數(shù)字輸入 79
2.6.3 數(shù)字輸出 81
2.6.4 模擬輸入 82
2.6.5 模擬輸出 84
2.6.6 串口輸入 87
2.6.7 串口輸出 88
2.6.8 Arduino Pro Mini 90
思考題 93
第3章 四旋翼飛行器的飛行原理、飛行姿態(tài)及濾波算法 94
3.1 四旋翼飛行器的結(jié)構(gòu)和飛行原理 94
3.1.1 結(jié)構(gòu)形式 94
3.1.2 飛行原理 94
3.2 四旋翼飛行器姿態(tài)的表示和運算 97
3.2.1 坐標系統(tǒng)的建立 97
3.2.2 四旋翼飛行器飛行姿態(tài)的表示和換算 99
3.3 濾波算法以及修正融合 101
3.3.1 互補濾波和梯度下降算法 102
3.3.2 卡爾曼濾波 110
3.4 PID控制算法 113
3.4.1 四旋翼飛行器的控制原理 113
3.4.2 PID控制理論 114
3.4.3 四軸PID控制——單環(huán) 116
3.4.4 四軸PID控制——串級 118
思考題 119
第4章 四旋翼飛行器的硬件選擇 120
4.1 四旋翼飛行器的類型 120
4.2 主要部件的選擇 121
4.2.1 遙控器 121
4.2.2 飛行控制器 123
4.2.3 機架 125
4.2.4 電機 126
4.2.5 槳葉 126
4.2.6 電調(diào) 127
4.2.7 電池 127
4.2.8 充電器 128
思考題 129
第5章 基于Arduino Uno的四旋翼飛行器的制作 130
5.1 選用的核心硬件介紹 130
5.2 硬件主要的組裝步驟 132
5.3 軟件源代碼 137
5.3.1 Arduino四旋翼飛行器初始化源代碼 137
5.3.2 Arduino四旋翼飛行器的飛控源代碼 160
5.3.3 Arduino四旋翼飛行器的ESC校正源代碼 176
思考題 181
第6章 四旋翼飛行器未來的發(fā)展與展望 182
思考題 183
參考文獻 184
1.1 四旋翼飛行器簡介 1
1.1.1 四旋翼飛行器的概念 1
1.1.2 四旋翼飛行器的發(fā)展史 1
1.2 四旋翼飛行器的主要優(yōu)缺點和技術(shù)難點 3
1.2.1 四旋翼飛行器的主要優(yōu)缺點 3
1.2.2 四旋翼飛行器的技術(shù)難點 4
思考題 5
第2章 Arduino的原理及應用 6
2.1 開源飛控 6
2.2 初識Arduino 7
2.2.1 Arduino簡介 8
2.2.2 Arduino的不同版本 10
2.3 Arduino開發(fā)環(huán)境搭建 14
2.3.1 IDE環(huán)境介紹 14
2.3.2 Arduino驅(qū)動安裝 17
2.3.3 實現(xiàn)Hello Arduino 19
2.4 Arduino編程基礎 22
2.4.1 程序結(jié)構(gòu) 22
2.4.2 控制語句 23
2.4.3 相關語法 30
2.4.4 算術(shù)運算 32
2.4.5 比較運算 34
2.4.6 布爾運算 35
2.4.7 指針運算 36
2.4.8 位運算 36
2.4.9 復合運算符 40
2.4.10 常量與變量 41
2.5 Arduino的基本函數(shù) 56
2.5.1 數(shù)字I/O函數(shù) 57
2.5.2 模擬I/O函數(shù) 59
2.5.3 高級I/O函數(shù) 61
2.5.4 時間函數(shù) 65
2.5.5 幾個基本的數(shù)學運算函數(shù) 67
2.5.6 三角函數(shù) 70
2.5.7 隨機數(shù)函數(shù) 71
2.5.8 位操作函數(shù) 72
2.5.9 設置中斷函數(shù) 74
2.5.10 開關中斷函數(shù) 75
2.6 Arduino硬件平臺 76
2.6.1 Arduino Uno R3的硬件原理 76
2.6.2 數(shù)字輸入 79
2.6.3 數(shù)字輸出 81
2.6.4 模擬輸入 82
2.6.5 模擬輸出 84
2.6.6 串口輸入 87
2.6.7 串口輸出 88
2.6.8 Arduino Pro Mini 90
思考題 93
第3章 四旋翼飛行器的飛行原理、飛行姿態(tài)及濾波算法 94
3.1 四旋翼飛行器的結(jié)構(gòu)和飛行原理 94
3.1.1 結(jié)構(gòu)形式 94
3.1.2 飛行原理 94
3.2 四旋翼飛行器姿態(tài)的表示和運算 97
3.2.1 坐標系統(tǒng)的建立 97
3.2.2 四旋翼飛行器飛行姿態(tài)的表示和換算 99
3.3 濾波算法以及修正融合 101
3.3.1 互補濾波和梯度下降算法 102
3.3.2 卡爾曼濾波 110
3.4 PID控制算法 113
3.4.1 四旋翼飛行器的控制原理 113
3.4.2 PID控制理論 114
3.4.3 四軸PID控制——單環(huán) 116
3.4.4 四軸PID控制——串級 118
思考題 119
第4章 四旋翼飛行器的硬件選擇 120
4.1 四旋翼飛行器的類型 120
4.2 主要部件的選擇 121
4.2.1 遙控器 121
4.2.2 飛行控制器 123
4.2.3 機架 125
4.2.4 電機 126
4.2.5 槳葉 126
4.2.6 電調(diào) 127
4.2.7 電池 127
4.2.8 充電器 128
思考題 129
第5章 基于Arduino Uno的四旋翼飛行器的制作 130
5.1 選用的核心硬件介紹 130
5.2 硬件主要的組裝步驟 132
5.3 軟件源代碼 137
5.3.1 Arduino四旋翼飛行器初始化源代碼 137
5.3.2 Arduino四旋翼飛行器的飛控源代碼 160
5.3.3 Arduino四旋翼飛行器的ESC校正源代碼 176
思考題 181
第6章 四旋翼飛行器未來的發(fā)展與展望 182
思考題 183
參考文獻 184
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