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小型简易四旋翼飞行器设计与实现 摘 要 早在上个世纪中叶，多旋翼飞行器就已经受到了海外一些研究机构的瞩目。多旋 翼飞行器虽然机械构造与飞行原理都很简单，但对传感器类与控制理论上的要求非常 高，所以一直到本世纪初期，MEMS（Micro-electromechanical Systems ）传感器技术及 嵌入式控制系统科技的高速发展使得多旋翼飞行器的研究终于得到了突破。特别是欧 美的一些先进国家，在小型，超小型飞行器研究领域中，多旋翼飞行器已逐步取代直 升机式飞行器，成为旋翼飞行器研究的主流。 四旋翼飞行器是一种结构新颖、性能优越的垂直起降飞行器，具有操作灵活、带 负载能力强等特点。在深入了解四旋翼飞行器的研究现状、关键技术和应用背景的基 础之上，根据四旋翼飞行器的飞行原理，建立系统动力学模型，确定了系统组成和总 体设计方案。本文主要论述了四旋翼飞行器的动力学和动力系统动力学模型，卡尔曼 滤波器的基本原理以及姿态控制的基本方法。为了实现设计方案，空气动力学基础知 识，高等数学知识，控制器原理，FPGA（Field Programmable Gate Array ）设计等都作 为其理论依据
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