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  3. 阅读以下关于某四轴飞行器系统设计的说明，回答问题1至问题4，将解答填入答题纸的对应栏内。 【说明】 在某四轴飞行器系统设计中，利用惯性测量单：元(IMU)、PID电机控制、2．4G无线遥控通信和高速空心直流电机驱动等技术来实现一个简易的嵌入式四轴飞

阅读以下关于某四轴飞行器系统设计的说明，回答问题1至问题4，将解答填入答题纸的对应栏内。 【说明】 在某四轴飞行器系统设计中，利用惯性测量单：元(IMU)、PID电机控制、2．4G无线遥控通信和高速空心直流电机驱动等技术来实现一个简易的嵌入式四轴飞

admin2016-11-11  25
问题 阅读以下关于某四轴飞行器系统设计的说明，回答问题1至问题4，将解答填入答题纸的对应栏内。
【说明】
    在某四轴飞行器系统设计中，利用惯性测量单：元(IMU)、PID电机控制、2．4G无线遥控通信和高速空心直流电机驱动等技术来实现一个简易的嵌入式四轴飞行器方案。整个系统的设计包括飞控板和遥控板两部分，两者之间采用2．4G无线模块进行数据传输。飞控板采用高速单片机STM32作为处理器，采用含有三轴陀螺仪、三轴加速度计的运动传感器MPU6050作为惯性测量单元，通过2．4G无线模块和遥控板进行通信，最终根据PID控制算法以PWM方式驱动空心电机来控制目标。

    图2-1为李工设计的系统总体框图。飞控板和遥控板的核心处理器都采用STM32F103。飞控系统的惯性测量单元采用MPU6050测量传感器，MPU6050使用IIC接口，时钟引脚SCL、数据引脚SDA和数据中断引脚分别接到STM32的对应管脚，图2-2为该部分原理图。遥控板采用STM32单片机进行设计，使用AD对摇杆模拟数据进行采集，采用NRF2401无线模块进行通信，图2-3为该部分原理图。
    李工所设计的系统软件同样包含飞控板和遥控板两部分，飞控板软件的设计主要包括无线数据的接收、自身姿态的实时计算、电机PID增量的计算和PWM的电机驱动。遥控板主控制器软件通过ADC外设对摇杆数据进行采集，把采集到的数据通过2．4G无线通信模块发送至飞控板。图2-4为飞控系统的软件流程示意图。


【问题4】
    飞控系统每0．5毫秒进行一次定时器的触发，每次中断都会检查一次无线模块数据的接收，以确保飞控系统控制信息的实时性。每2次中断(即1毫秒)读取一次MPLl6050单元的数据，并进行算法处理。每4次中断(即2毫秒)通过计算当前飞控板系统的姿态，结合遥控端的目标姿态，根据两者的差值通过．PID控制算法对各个电机进行调速控制。每200次中断(即100毫秒)采集一次电池电压，然后通过无线模块把电池电压发送给遥控板，以告知操作人员当前电压的大小。
    图2-4为飞控系统软件实现的简要流程图，根据以上描述，请补全图2-4中的空(1)～(6)处的内容。
选项
答案(1)检查一次无线模块数据的接收 (2)count％2==0 (3)读取MPU6050单元的数据，并进行算法处理 (4)计算当前飞控板系统的姿态，对各个电机进行调速控制 (5)count％200==0 (6)采集电池电压，通过无线模块把电池电压发送给遥控板
解析 飞控系统每0．5毫秒进行一次定时器的触发，每次中断都会检查一次无线模块数据的接收，以确保飞控系统控制信息的实时性。每2次中断(即1毫秒)读取一次MPU6050单元的数据，并进行算法处理。每4次中断(即2毫秒)通过计算当前飞控板系统的姿态，结合遥控端的目标姿态，根据两者的差值通过PID控制算法对各个电机进行调速控制。每200次中断(即100毫秒)采集一次电池电压，然后通过无线模块把电池电压发送给遥控板，以告知操作人员当前电压的大小。
    根据以上说明，可以知道其实现流程应该为：
    系统启动，如果定时器到，需要检查一次无线模块数据的接收，并进行计数增加。对计数进行判断，如果是除2的余为0则说明是2次中断的倍数到达，需要进行MPU56050单元的数据读取和处理，如果中断是4的倍数，那么就说明需要计算飞控板系统的姿态，并对电机进行调速控制。如果是200次的倍数，则需要采集电池电压，并通过无线模块把电池电压发送给遥控板。
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