该文本涉及基于STM32单片机四旋翼飞行器的建模、分析和设计工作。

简介：
针对四旋翼飞行器在稳定性方面存在挑战，以及其控制的复杂性，我们利用牛顿-欧拉方程构建了一个精细的数学模型，并详细阐述了姿态解算的技术方案。此外，我们设计了一种基于STM32单片机的硬件控制系统，该系统集成了加速度计、陀螺仪和磁力计等传感器。为了提升角度数据的可靠性，我们提出了一种融合策略：将加速度计获得的角度信息与陀螺仪获得的角度信息相结合，随后采用卡尔曼滤波技术有效去除潜在的干扰信号。通过这种方法，确保了角度数据的精确度。同时，我们设计了一种三路串联结构的PID控制器，该控制器负责对横滚角、俯仰角和偏航角这三种姿态角进行精确控制，从而实现了飞行器在悬停、前进、后退、左转和右转等多种操作上的稳定控制。经过广泛的室内外飞行测试验证，结果表明该飞行器能够实现平稳且稳定的飞行表现。