摘要：四轴飞行器是一种拥有四个旋翼的飞行器,旋翼对角对称，随着传感器，数据处理，锂电池技术和高集成度电机技术的进步，使得微小型四旋翼无人机的发展成为现实。本设计主要做了如下工作：

首先研究了四轴无人机的种类和当前的研究成果和控制方法，接着对四轴无人机的飞行原理进行了全面的解释并绘制了对应的示意图，给出了实现不同姿态需要变化的因素，并总结成表。其次在现有文献的基础上整合建立了四轴无人机的数学模型，将其简化后使用MATLAB搭建框图进行仿真。接着给出了四轴无人机的硬件配置并完成了硬件模块的安装。然后在ubuntu环境下依托GITHUB进行了代码的调用，借助Cleanflight进行调试与烧录，实现无人机的基本姿态控制。

最终完成的小型无人机具备飞行能力，且能实现基本的姿态控制。

关键词 ：四旋翼  控制  ubuntu  系统  建模

目录

摘要

Abstract

1.绪论-1

1.1课题背景-1

1.2国内外研究现状-1

1.3本文主要内容-2

1.4章节安排-2

2.四轴无人机的飞行原理分析-4

2.1无人机结构框架及飞行原理-4

2.2无人机飞行原理-5

2.3本章小结-9

3.无人机数学建模-10

3.1无人机数学模型-10

3.2非线性模型简化-15

3.3方程组线性化-17

3.4本章小结-20

4.四轴无人机控制器-21

4.1 PID控制器-21

4.2 Matlab仿真与分析-22

4.3本章小结-26

5.硬件设计-27

5.1需求分析-27

5.2模块介绍-27

3.3四轴开发板-28

5.4本章小结-33

6.软件应用部分-34

6.1Ubuntu环境搭建-34

6.2调用GITHUB工程包-34

6.3烧录与校准-38

4.4本章小结-39

7.飞行调试-41

7.1调试-41

7.2遥控器配对-42

7.3第一次试飞-43

7.4模拟飞行-44

7.5本章小结-45

总结与展望-46

总结-46

展望-46

参考文献-47

致 谢-49