小型四旋翼无人机控制系统设计与实现的任务书.docx

小型四旋翼无人机控制系统设计与实现的任务书
任务书
一、任务背景及研究意义
随着技术的飞速发展，无人机已经成为了各个领域的研究热点之一。而其中最具代表性的就是小型四旋翼无人机。由于其具有体积小、重量轻、灵活性高等优点，使得小型四旋翼无人机在很多领域广泛应用，如物流配送、航拍摄像、环境监测、农业植保等。因此，小型四旋翼无人机的控制系统设计与实现具有重要的研究意义和现实应用价值。
二、研究内容及目标
本任务的研究内容主要包括三部分：硬件设计、软件设计和控制算法设计。其中，硬件设计主要包括飞控板、传感器模块、电机驱动模块等的设计和布局；软件设计主要涉及到嵌入式系统的程序设计，如内核移植、驱动程序编写等；控制算法设计主要包括四旋翼飞行控制算法设计和定位/导航系统设计。
本任务的研究目标主要有以下几个方面：
（1）设计一款小型四旋翼无人机控制系统，实现机体平稳飞行、自动定位、高清拍摄等功能。
（2）开发出一套完整的控制算法，实现四旋翼的自主控制和避障等功能。
（3）优化系统性能，改善飞行稳定性能，提升控制精度和稳定性，保证飞行安全。
三、研究计划及进度安排
本任务的研究工作安排如下：
（1）前期准备阶段：2021年6月—2021年8月
完成控制系统的需求分析和特性研究，完成相关算法和系统设计部分，准备硬件、软件的实验平台和实现环境。完善研究方法和流程。
（2）系统硬件设计阶段：2021年9月—2021年10月
完成控制系统硬件设计，包括飞控板、传感器模块、电机驱动模块等的设计和布局。
（3）系统软件设计阶段：2021年11月—2022年2月
完成控制系统软件设计，包括嵌入式系统的程序设计，如内核移植、驱动程序编写等。完成四旋翼飞行控制算法设计和定位/导航系统设计。
（4）实验验证与性能评估阶段：2022年3月—2022年5月
在实验环境下，验证控制系统的实际性能并进行性能评估，对算法和系统进行调优，完善系统性能，保证飞行安全。
四、研究要求
（1）在硬件设计和软件设计过程中，保证系统的稳定性和可靠性，确保控制效果稳定和可控。
（2）在算法设计和实验验证过程中，要对系统稳定性、速度、精度等因素进行综合考虑。
（3）在任务实现过程中需要对所涉及的技术原理和技术方法进行深入学习和掌握，善于探索和总结，具备一定的创新意识和实践能力。
（4）按计划完成研究工作，按时提交各阶段的实验报告和论文，对研究结果进行详细阐述和分析。
五、参考文献
[1]闫松华,刘强,赵海涛等.基于惯性导航技术的小型四旋翼无人机姿态解算[J].火控雷达技术,2015(5):19-21.
[2]李世勇,江涛,龚超等.基于惯性导航系统的四旋翼无人飞行器姿态估计[J].弹箭与制导学报,2016(4):1-6.
[3]邓超.暴飞龙小型四旋翼无人机研究[D].华中科技大学,2018.
[4]韩梦,陈昱,刘寒桥.基于STM32的四旋翼无人机飞控系统设计[J].计算机工程与设计,2018,39(2):533-537.