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基于RT-Thread+RA6M4的无人机尝试

发布于 2022-07-31 09:58:02 浏览：721 订阅该版

[tocm]

# 基于RT-Thread+RA6M4的无人机尝试

## 多旋翼底层控制框架和模型化简
位置控制：期望的三维位置-> 解算期望姿态角(滚转、俯仰和偏航)以及期望总拉力
姿态控制：期望姿态角-> 解算期望力矩
控制分配：期望力矩和升力-> 解算多个电机的期望转速
电机控制：期望转速-> 解算电机输入油门(电调PWM占空比)
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欠驱动系统：4个输入（总拉力和三轴力矩）控制6个输出（位置和姿态角）。设计多旋翼飞行控制器时，可以采用内外环的控制策略，其中内环对多旋翼飞行器姿态角进行控制，而外环对多旋翼飞行器的位置进行控制。由内外环控制实现多旋翼飞行器的升降、悬停、侧飞等飞行模态。
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根据解算出的姿态信息的不同，可将位置控制分为两类：
（1）产生期望欧拉角的位置控制。
针对线性系统设计控制器。这种类型的位置控制器最终产生的期望值为欧拉角和拉力。
（2）产生期望旋转矩阵的位置控制。
直接针对非线性耦合系统设计控制器。这种类型的位置控制器最终产生的期望值为旋转矩阵和拉力。

多旋翼采用分层控制，外层控制器为内层控制器提供指令，即把外环控制器得到的值当作理想值
这里就是将角度或者旋转矩阵作为姿态控制的期望。后续的姿态控制的目标就是完成角度趋向目标角度或者根据旋转矩阵旋转到固定位置。不仅如此，一般要求收敛速度比水平通道动态快4~5倍。从水平通道看来，可以认为姿态控制目标角度控制或旋转姿态控制被“瞬间”实现。因此，目标像击鼓传花一样，传给姿态控制了。只要姿态控制被很好地实现，水平位置跟踪的问题也就被解决了。下面，我们再来介绍姿态控制。
多旋翼姿态控制是飞行器位置控制的基础。常见的刚体姿态描述方法为欧拉角描述方法和旋转矩阵描述方法。

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### 姿态控制
正在学习ardupilot的控制方式
https://ardupilot.org/dev/docs/apmcopter-programming-attitude-control-2.html

### 电机控制

https://ardupilot.org/dev/docs/code-overview-copter-motors-library.html

## 优秀开源项目:
> https://pixhawk.org/
> https://docs.espressif.com/projects/espressif-esp-drone/zh_CN/latest/index.html
> https://docs.espressif.com/projects/espressif-esp-drone/zh_CN/latest/index.html
>https://shequ.stmicroelectronics.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=617481

## 学习课程：
> http://rfly.buaa.edu.cn/course.html#ZhCourse

### 我的代码（未完善）
https://github.com/Wjc1person/RA6M4RT-Thread