75ѬӠ1*ĈҤ,+Ӑ&6Ѭ3+Ҥ0.Ӻ7+8Ұ773+&0
.+2$&Ѫ.+Ë&+ӂ7Ҥ20È<
%Ӝ0Ð1&ѪĈ,ӊ17Ӱ
W X
ĈӖÈ17Ӕ71*+,ӊ3
1*+,Ç1&ͨ8 9¬ &+ɻ 7ɝ2
0Ð+Î1+0È<%$<QUADROCOPTER
GVHD: Th.S 3KҥP%ҥFK'ѭѫQJ
SVTH :
MSSV:
SVTH :
MSSV:
1JX\ӉQ+ҧLĈăQJ7kP
06111089
1JX\ӉQ/r1KұW7KҳQJ
06111096
73+Ӗ&+Ë0,1+WKiQJ1 QăP11
i
%ӝ*LiRGөFYjĈjRWҥR
&ӝQJ+Rj;m+ӝL&Kӫ1JKƭD9LӋW1DP
7UѭӡQJĈҥLKӑF6ѭ3KҥP.ӻ7KXұW7S+&0
ĈӝFOұS± 7ӵGR± +ҥQKSK~F
.KRD&ѫNKt&KӃWҥRPi\
---o0o---
%ӝP{Q&ѫĈLӋQ7ӱ
---o0o---
1+,ӊ09ӨĈӖÈ17Ӕ71*+,ӊ3
+ӑYjWrQ
1JX\ӉQ+ҧLĈăQJ7kP
1JX\ӉQ/r1KұW7KҳQJ
/ӟS61111
MSSV: 06111089
MSSV: 06111096
1JjQK&ѫÿLӋQWӱ
1.1. 7Ç1ĈӖÈ1
1*+,Ç1&Ӭ89¬ &+ӂ7Ҥ2
0Ð+Î1+0È<BAY QUADROCOPTER
1.2. 1+,ӊ09Ө
- 7KLӃWNӃYjWKLF{QJP{KuQKQuadURFRSWHUYӟLFiFWKLӃWEӏWѭѫQJWKtFK
- ;k\GӵQJWKXұWWRiQÿLӅXNKLӇQQuadrocopter Fy NKҧQăQJWӵWKăQJEҵQJ
WUrQWUөFED\FkQEҵQJWURQJNK{QJWUXQJ
- ;k\GӵQJFKѭѫQJWUuQKJLiPViWWӯPi\WtQKGQJLabVIEW
1. 1Jj\JLDRQKLӋPYөÿӅWjL:
30/08/2010
2. 1Jj\KRjQWKjQKQKLӋPYө 21/01/2011
3. +ӑYjWrQJLiRYLrQ KѭӟQJGүQ7K6. 3KҥP%ҥFK'ѭѫQJ
4. +ӑYjWrQJLiRYLrQ SKҧQELӋQ ThS. /r7KDQK7QJ
1ӝLGXQJYj\rXFҫXĈ$71ÿmWK{QJTXD%ӝP{Q
1Jj\«WKiQJ «QăP
&+Ӫ1+,ӊ0%Ӝ0Ð1
3+Ҫ1'¬1+&+2.+2$%Ӝ0Ð1
1JѭӡLGX\ӋWFKҩPVѫEӝ .....................
ĈѫQYӏ ....................................................
1Jj\EҧRYӋ ...........................................
ĈLӇPWәQJNӃW .........................................
1ѫLOѭXWUӳGӵiQ....................................
ii
*,È29,Ç1+ѬӞ1*'Ү1
1KұQ[pWFӫDgLiRYLrQKѭӟQJGүQ
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
TP.+&0QJj\ WKiQJ QăP11
Th.S 3KҥP%ҥFK'ѭѫQJ
iii
NKұQ[pWFӫDJLiRYLrQSKҧQELӋQ
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
««««««««««««««««««««««««««««««««
TP.+&0QJj\ WKing QăP11
Th.S /r7KDQK7QJ
iv
/Ӡ,&Ҧ0Ѫ1
7UѭӟFWLrQ, FK~QJHP [LQÿѭӧFJӱLOӡLFҧPѫQWUkQWUӑQJYjVkXVҳF QKҩW ÿӃQWKҫ\
3KҥP %ҥFK 'ѭѫQJ - QJѭӡL ÿm KӃW VӭF WҥR ÿLӅX NLӋQ Yj WұQ WuQK KѭӟQJGүQ JyS ê,
ÿӝQJYLrQ FK~QJHP trong VXӕWTXiWUuQKQJKLrQFӭXWKӵFKLӋQÿӗiQQj\
;LQFKkQWKjQKFҧPѫQ ÿӃQWҩWFҧ TXêWKҫ\F{WKXӝF.hoa CѫNKt &KӃWҥR Pi\
BӝP{Q&ѫÿLӋQWӱWUѭӡQJĈҥLhӑF6ѭpKҥP.ӻ tKXұW7P.HCMQKӳQJQJѭӡL ÿmWUDQJ
EӏFKRFK~QJHPQKӳQJNLӃQWKӭFFѫEҧQFNJQJQKѭÿmQKLӋWWuQK KѭӟQJGүQ JL~Sÿӥ
FK~QJHP WURQJVXӕWNKyDKӑF YӯDTXD
Vj VDX FQJ, [LQ ÿѭӧF FҧP ѫQ, FKLD Vҿ QLӅP YXL Qj\ YӟLJLD ÿuQK QJѭӡLWKkQ,
FQJWұSWKӇOӟS&ѫÿLӋQWӱNKyD- QKӳQJQJѭӡLÿmOX{QӣErQ, TXDQWkP JL~Sÿӥ
YjWҥRÿLӅXNLӋQWKXұQOӧLÿӇ FK~QJ W{LÿѭӧFKӑFWұSQJKLrQFӭX Yj KRjQWKjQKÿӗiQ
WӕWQJKLӋSQj\.
7S+ӗ&Kt0LQKQJj\01 WKiQJ01 QăP11
1KyP WKӵFKLӋQ
1JX\ӉQ+ҧLĈăQJ7kP
1JX\ӉQ/r1KұW7KҳQJ
v
7Ï07Ҳ7%È2&È2
QuadURFRSWHU FzQ ÿѭӧFJӑL Oj Quadrotor HHOLFRSWHU Oj PӝWGҥQJ Pi\ ED\ OrQ
WKҷQJÿѭӧFQkQJEӣLEӕQFiQKTXҥWÿһWWUrQPӝWNKXQJFKӳWKұS
0{ KuQK ÿѭӧF [k\ GӵQJ WKӓD PmQ Fҧ \ӃX Wӕ Oj QKҽ Yj FKҳF FKҳQ 1KӳQJ
FKX\ӇQÿӝQJFӫDP{KuQKÿѭӧFÿRÿҥFWK{QJTXDEӝ,08 (Inertial0HDVXUHPHQW8QLW
FzQJӑLOjEӝÿROѭӡQJTXiQWtQK) EDRJӗPPӝWFRQTXD\KӗLFKX\ӇQhai WUөFYjFҧP
ELӃQÿӝQJKLrQJEDWUөFYjÿѭDYӅYLÿLӅXNKLӇQWKӵFKLӋQWKXұWWRiQÿLӅXNKLӇQ PID
cho ÿӝQJFѫWK{QJTXDSKѭѫQJSKiSÿLӅXFKӃÿӝUӝQJ[XQJ3:0
vi
ABSTRACT
A Quadrocopter, also called a Quadrotor Helicopter, is an aircraft that is lifted by
four rotors on a cross-shaped frame.
We succeeded in building a Quadrocopter with stiff and lightweight structure.
Our Quadrocopter¶V in-flight dynamics was measured via an IMU (Inertial
Measurement Unit) which equipped with a dual-axis gyroscope and a three axis tiltsensor. A microcontroller took these sensorV¶ inputs and performed PID control
algorithm on the four motors by varying PWM signals sent to each of the motors.
vii
0Ө&/Ө&
7UDQJEuD
1KLӋPYөÿӗiQWӕWQJKLӋS
1KұQ[pWFӫDJLiRYLrQKѭӟQJGүQ
1KұQ[pWFӫDJLiRYLrQSKҧQELӋQ
/ӡLFҧPѫQ
7yPWҳWÿӗiQ
Abstract
0өFOөF
'DQKPөFKuQK
'DQKPөFEҧQJ
&iFTX\ѭӟFYjKҵQJVӕOLrQTXDQ
i
ii
iii
iv
v
vi
vii
viii
x
xiii
xiv
&+ѬѪ1*7Ә1*48$1
1.1 6ӵNKiFQKDXJLӳD+HOLFRSWHUYjQuadrocopter
1
9ӅNӃWFҩXFѫNKtYjQJX\rQOêKRҥWÿӝQJ
1
9ӅWtQKQăQJÿLӅXNKLӇQ
3
1.2 7uQKKuQKQJKLrQFӭXWKXӝFOƭQKYӵFÿӅWjL
4
1.2.1 /ӏFKVӱSKiWWULӇQFӫDPi\ED\Quadrocopter
4
1.2.2 7uQKKuQKQJKLrQFӭXӣQѭӟFQJRjL
7
1.2.3 7uQKKuQKQJKLrQFӭXWURQJQѭӟF
10
1.3 1ӝLGXQJQJKLrQFӭXFӫDÿӅWjL
12
1.4 3KѭѫQJSKiSYjSKѭѫQJWLӋQQJKLrQFӭX
13
&+ѬѪ1*2: /é7+8<ӂ77,ӂ3&Ұ1
2.1 /êWKX\ӃWÿLӅXNKLӇQQuadrocopter
14
2.2 0{KuQKWRiQFӫDQuadrocopter
17
2.2.1 ĈӝQJKӑF
17
2.2.2 ĈӝQJOӵFKӑF
20
2.2.3 0{KuQK1HZWRQ-Euler
21
2.2.4 .KtÿӝQJKӑF
27
2.3 ĈLӅXNKLӇQÿӝQJFѫPӝWFKLӅXNK{QJFKәLWKDQ
32
2.4 %ӝOӑF.DOPDQ
36
2.4.1 .KiLQLӋPEӝOӑF
36
2.4.2 %ӝOӑF.DOPDQOjJu ?
36
2.4.3 %ҧQFKҩWFӫDEӝOӑF.DOPDQ
38
viii
2.4.4 4X\WUuQKѭӟFOѭӧQJ
38
2.4.5 6RViQKFiFEӝOӑFYӟLEӝOӑF.DOPDQ
40
2.5 *LiPViW- ÿLӅXNKLӇQJLDRWLӃSPi\WtQKGQJSKҫQPӅPLabVIEW
42
2.5.1 7әQJTXDQYӅLabVIEW
42
2.5.2 7uPKLӇXPӝWFKѭѫQJWUuQKLabVIEW
43
&+ѬѪ1* ;Æ<'Ӵ1*0Ð+Î1+QUADROCOPTER
3.1 6ѫÿӗNKӕLWәQJWKӇFӫDKӋWKӕQJ
46
3.2 7KLӃWNӃ FѫNKt
47
3.3 7KLӃWNӃKӋWKӕQJÿLӅXNKLӇQ
51
3.3.1 7D\ÿLӅXNKLӇQ
52
3.3.2 0ҥFKWUXQJWkP
53
3.3.3 Module RF
57
3.3&ҧPELӃQ,08
58
3.3.5 ĈӝQJFѫ%/'&Yj%ӝÿLӅXWӕF(6&
59
3.4 ;k\GӵQJWKXұWWRiQÿLӅXNKLӇQ
61
&+ѬѪ1*.ӂ748Ҧ7+Ӵ&1*+,ӊ0
4.1 ;k\GӵQJEӝOӑF.DOPDQFKRP{KuQKPi\ED\Quadrocopter
64
4.1.1 XӱOêWtQKLӋXFҧPELӃQ,08EұFWӵGR
64
4.1.2 TӕLѭXKyDWKXұWWRiQ.DOPDQ
65
4.1.3 XiFÿӏQKFiFWK{QJVӕYjKRjQFKӍQKEӝOӑF.DOPDQ
66
4.2 &KѭѫQJWUuQKJLiPViWGQJSKҫQPӅPLabVIEW
67
4.2.1 .LӇPWUDYj[ӱOêWtQKLӋXFҧPELӃQ
67
4.2.2 *LiPViWWUҥQJWKiLKRҥWÿӝQJFӫD4XDGURFRSWHU
69
4.3 .ӃWTXҧWKӵFQJKLӋP YjQKұQ[pW
73
4.3.1 ĈiSӭQJOӵFÿҭ\FӫD(6&± Motor
73
ĈiSӭQJFӫDP{KuQKYӟLFiFWK{QJVӕÿLӅXNKLӇQ3,'
77
&+ѬѪ1*.ӂ7/8Ұ1
5.1 1KӳQJNӃWTXҧÿҥWÿѭӧF
84
5.2 1KӳQJNӃWTXҧFKѭDÿҥWÿѭӧF YjELӋQSKiSNKҳFSKөF
85
5.3 +ѭӟQJSKiWWULӇQFӫDÿӅWjL
85
7jLOLӋXWKDPNKҧR
86
3KөOөF$ %ҧQYӁP{KuQK Pi\ED\ Quadrocopter
87
PKөOөF% VLÿLӅXNKLӇQATmega128
88
ix
'$1+0Ө&+Î1+
+uQK5&+HOLFRSWHU7-rex 600
1
+uQK&өPVZDVKSODWHWUrQFѫFҩXFiQKFӫD+HOLFRSWHU
1
+uQK&өPFiQKTXҥWÿX{LFӫD+HOLFRSWHU
2
+uQKQuadrocopter
2
+uQK1JX\rQOêKRҥWÿӝQJFӫDQuadrocopter
3
+uQK3KkQORҥLYұWWKӇED\
4
+uQK%UHJXHW- Richet Gyroplane No.1
5
+uQKQuadURFRSWHUFӫD(WLHQQH2HPLFKHQ
5
+uQK³%ҥFKWXӝFED\´
6
+uQK&RQYHUWDZLQJV0RGHO$
6
+uQK6ҧQSKҭP;-3URFӫDKmQJ'UDJDQIO\,QQRYDWLRQV
7
+uQK6ҧQSKҭP0'-FӫDKmQJ0LFURGURQH
8
+uQK0i\WtQKÿӇKLӇQWKӏFiFWK{QJVӕYӅWuQKWUҥQJFӫDPi\ED\
8
+uQK6ҧQSKҭP$5'URQHFӫDKmQJ3DUURW
9
+uQK6ҧQSKҭP0.%DVLFVHW0(FӫDKmQJ0LNUR.RSWHU
9
+uQK0{KuQKPi\ED\QJKLӋPWKXWҥL6ӣ.KRDKӑF- &{QJQJKӋ
10
+uQK0ӝWFKLӃFPi\ED\ÿӝQJFѫFӫDFkXOҥFEӝP{KuQK
11
+uQKQuadURWRUYjQKyPVLQKYLrQ &ѫÿLӋQWӱĈ+&{QJQJKLӋS+j1ӝL
11
+uQK5RERWWӵKjQKNLӇXQuadURWRUFӫD+ӑFYLӋQ.ӻWKXұW4XkQVӵ
12
+uQKĈӏQKQJKƭDFiFKѭӟQJFKX\ӇQÿӝQJFӫDQuadrocopter
14
+uQK+RYHU
15
+uQK7KURWWOH
15
+uQK5ROO
16
+uQK3LWFK
16
+uQK2.6 Yaw
17
+uQK+ӋTX\FKLӃX(Yj%
17
+uQK&iFOӵFYjPRPHQWWiFGөQJOrQQuadrocopter
20
+uQK0RPHQWTXiQWtQKNKӕLKuQKKӝSFKӳQKұW
25
+uQK0{KuQKFiQKTXҥWWURQJWKX\ӃWÿӝQJOѭӧQJ
28
+uQK 7KX\ӃWFѫEҧQYӅFiQKTXҥW
29
+uQK 2.12 +uQKGiQJNKtÿӝQJKӑFFӫDFiQK
31
+uQKĈӝQJFѫ%/'&LQUXQQHU
32
+uQKĈӝQJFѫ%/'&RXWUXQQHU
32
+uQK6ѫÿӗÿҩXGk\ÿӝQJFѫ%/'&Yj(6&
33
x
+uQK7tQKLӋX3:0ÿLӅXNKLӇQÿѭDYjR(6&
33
+uQK1JX\rQOêWҥRGzQJSKD
34
+uQK 6ѫÿӗFKXӛL[XQJ
35
+uQK6ѫÿӗPҥFKÿLӋQ(6&GQJSKѭѫQJSKiSFҧPӭQJ%(0)
35
+uQK&iFKWKӭF[ӱOtWtQKLӋXFӫDEӝOӑF
37
+uQK7tQKLӋXWKXÿѭӧFFKѭDÿѭӧFOӑFFӫDPi\ED\
37
+uQK 0{KuQKKyDEӝOӑF.DOPDQ
38
+uQK&iFEѭӟF[k\GӵQJEӝOӑF.DOPDQ
40
+uQK*LҧQÿӗ%RGHYjSKDFӫDEӝOӑFEұFQKҩW
40
+uQK9tGөVRViQKFiFWtQKLӋXӣQJ}YjRPjX[DQKNӃWTXҧQJ}UDӣ
EӝOӑFEәSKөPjXÿHQYjӣEӝOӑF.DOPDQPjXÿӓ
41
+uQK.KҧQăQJNӃWKӧSYӟLFiFSKҫQFӭQJFӫDLabVIEW
42
+uQK)URQW3DQHOYj%ORFN'LDJUDPWURQJPӝWFKѭѫQJWUuQKLabVIEW
43
+uQK)URQWSDQHO
44
+uQK&iFFKӭFQăQJÿLӅXNKLӇQYjFKӍWKӏWURQJ)URQW3DQHO
44
+uQK%ORFN'LDJUDP
45
+uQK&iFKjPWURQJ%ORFN'LDJUDm
45
+uQK0jXVҳFFӫDGk\GӳOLӋXWURQJLabVIEW
45
+uQK6ѫÿӗNKӕLWәQJWKӇFӫDKӋWKӕQJ
46
+uQK2 7KLӃWNӃGQJFҩXKuQKFKRQJFKyQJÿҭ\SXVKHUSURSHOOHU
47
+uQK7KLӃWNӃGQJFҩXKuQKFKRQJFKyQJNpRWUDFWRUSURSHOOHU
48
+uQK0үXWKLӃWNӃWKӭED
49
+uQK0{SKӓQJӭQJVXҩWFKRFҩXKuQKFKRQJFKyQJÿҭ\
49
+uQK0{SKӓQJӭQJVXҩWFKRFҩXKuQKFKRQJFKyQJNpR
50
+uQK0{SKӓQJFKX\ӇQYӏFKRFҩXKuQKFKRQJFKyQJÿҭ\
50
+uQK0{SKӓQJFKX\ӇQYӏFKRFҩXKuQKFKRQJFKyQJNpR
50
+uQK0{KuQKPi\ED\4XDGURFRSWHUWKӵFWӃ
51
+uQK10 6ѫÿӗNKӕLWD\ÿLӅXNKLӇQ
52
+uQK1 6ѫÿӗQJX\rQOêWD\ÿLӅXNKLӇQ
52
+uQK2 %RDUGÿLӅXNKLӇQ
53
+uQK0ҥFKWUXQJWkPWUrQP{KuQK4XDGURFRSWHU
53
+uQK4 6ѫÿӗNKӕLPҥFKWUXQJWkP
54
+uQK5 6ѫÿӗQJX\rQOêPҥFKWUXQJWkP
55
+uQK6 %RDUGWUXQJWkP
56
+uQK7 %RDUGJLDRWLӃS56
57
+uQK8 0RGXOH5)VӱGөQJWUX\ӅQWK{QJ8$57
57
xi
+uQK9 ,08EұFWӵGRYjJ\URVFRSH/,6<$/
58
+uQK20 Brushless motor FC2835-10T
59
+uQK21 &iQKTXҥW*:6(3-1060Rx3
59
+uQK2 &iQKTXҥW(33
60
+uQK23 ESC HiModel GX-40A
60
+uQK4 ESC Hobbywing Pentium 30A
61
+uQK5 &ҩXWU~FKӋ ÿLӅXNKLӇQ
61
+uQK6 6ѫÿӗNKӕLWtQKLӋXÿLӅXNKLӇQKRjQFKӍQK
62
+uQK7 6ѫÿӗNKӕLWtQKLӋXÿLӅXNKLӇQKLӋQWҥL
62
HuQK8 *LҧLWKXұWFKѭѫQJWUuQKÿLӅXNKLӇQFKtQK
63
+uQK9HFWRUWUӑQJOӵF[pWWURQJWUөFWӑDÿӝFӫDFҧPELӃQJLDWӕF
64
+uQK%ӝOӑF.DOPDQKRjQFKӍQK
66
+uQK*LDRGLӋQ[ӱOêWtQKLӋXGQJ.DOPDQWUrQ/DE9,(:
67
+uQK6ѫÿӗNKӕL[ӱOêWtQKLӋXGQJ.DOPDQWUrQ/DE9,(:
67
+uQK.KӕL9,9,6$&RQILJXUH3RUW
68
+uQK.KӕL9,9,6$5HDG
68
+uQK.KӕL9,9,6$:ULWH
68
+uQK.KӕL6SUHDGVKHHW6WULQJ7R$UUD\
68
+uQK6ѫÿӗNKӕL0DWKVFULSW1RGH
68
+uQK*LDRGLӋQJLiPViWWUҥQJWKiL4XDGURFRSWHU
69
+uQK*LDRGLӋQJLiPViWWUҥQJWKiL4XDGURFRSWHUEҵQJKuQKҧQK'
70
+uQK%ORFN'LDJUDPFKѭѫQJWUuQKJLiPViWWUҥQJWKiL
71
+uQK&KѭѫQJWUuQKNKӕL$UWLILFLDO+RUL]RQ
71
+uQK&KѭѫQJWUuQKNKӕL'3LFWXUH
72
+uQK0ӝWFKѭѫQJWUuQK/DE9,(:KLӇQWKӏP{KuQKYұWWKӇ'
72
+uQK0{KuQKNLӇPWUDOӵFÿҭ\ÿӝQJFѫ
73
+uQKĈӗWKӏÿiSӭQJOӵFÿҭ\FӫDÿӝQJFѫ
76
+uQK8 ĈӗWKӏÿiSӭQJOӵFÿҭ\2FӫDÿӝQJFѫ
76
+uQK6ѫÿӗNKӕLEӝÿLӅXNKLӇQ3,'YӟLFiFNKkXWӍOӋWtFKSKkQÿҥRKjP
77
+uQKĈӗWKӏÿiSӭQJ3'FӫDJyFSLWFKYӟLWiFÿӝQJ
78
+uQK ĈӗWKӏÿiSӭQJ3'FӫDJyFUROOYӟLWiFÿӝQJ
79
+uQKĈӗWKӏÿiSӭQJ3,'FӫDJyFSLWFK
80
+uQKĈӗWKӏÿiSӭQJ3,'FӫDJyFUROO
81
+uQK7KӵFQJKLӋPÿiSӭQJÿLӅXNKLӇQJyFYӟLP{KuQKWUrQJLiÿӥ
82
+uQK5 1KӳQJKuQKҧQKED\WKӵFWӃFӫD P{KuQK4XDGURFRSWHU
83
xii
'$1+0Ө&%Ҧ1*
%ҧQJ0{WҧFiFFKkQNӃWQӕLFӫDPRGXOH5)
57
%ҧQJ&iFWK{QJVӕNӻWKXұWFӫDFҧPELӃQ
58
%ҧQJ7K{QJVӕNӻWKXұWFӫDÿӝQJFѫ)&-10T
59
%ҧQJ7K{QJVӕNӻ WKXұWFӫD(6&HiModel GX-40A
60
%ҧQJ7K{QJVӕNӻ WKXұWFӫD(6&+REE\ZLQJ3HQWLXPA
61
%ҧQJ%ҧQJWKDPFKLӃXÿiSӭQJOӵFÿҭ\FӫDÿӝQJFѫ
74
%ҧQJ%ҧQJWKDPFKLӃXÿiSӭQJOӵFÿҭ\FӫDÿӝQJFѫ
75
xiii
&È&48<ѬӞ& 9¬+Ҵ1*6Ӕ/,Ç148$1
I. &iFTX\ѭӟF:
.êKLӋX ĈѫQYӏ
0{Wҧ
X
m
YӏWUtGjLWKHRWUөFxE
Y
m
YӏWUtGjLWKHRWUөFyE
Z
m
YӏWUtGjLWKHRWUөFzE
ij
rad
JyFUROO[RD\TXDQKWUөF;
ș
rad
JyFSLWFK[RD\TXDQKWUөF<
ȥ
rad
JyF\DZ[RD\TXDQKWUөF=
u
m/s
YұQWӕFGjLWKHRWUөFxB
v
m/s
YұQWӕFGjLWKHRWUөFyB
w
m/s
YұQWӕFGjLWKHRWUөFzB
p
rad/s
YұQWӕFJyF WKHRWUөFxB
q
rad/s
YұQWӕFJyF WKHRWUөFyB
r
rad/s
YұQWӕFJyF WKHRWUөFzB
īE
m
YHFWRUYӏWUtGjLWKHRKӋTX\FKLӃXE
īÚ E
m
YHFWRUYұQWӕFGjLWKHRKӋTX\FKLӃXE
īÚÚE
m/s2
YHFWRUJLDWӕFGjLWKHRKӋTX\FKLӃX(
ĬE
rad
YHFWRUYӏWUtJyFWKHRKӋTX\FKLӃXE
ĬÚ E
rad/s
YHFWRUYұQWӕFJyFWKHRKӋTX\FKLӃXE
rad/s2
YHFWRUJLDWӕFJyFWKHRKӋTX\FKLӃX(
VE
m/s
vector vұQWӕFGjLWKHRKӋTX\FKLӃXE
VB
m/s
vector YұQWӕFGjLWKHRKӋTX\FKLӃXB
ሶ B
m/s2
vHFWRUJLDWӕF GjLWKHRKӋTX\FKLӃXB
ȦB
rad/s
vector YұQWӕFJyFWKHRKӋTX\FKLӃXB
ɘሶ
rad/s2
YHFWRUJLDWӕFJyFWKHRKӋTX\FKLӃX%
ȟ
-
YHFWRUYӏWUtWәQJTXiWWKHRKӋTX\FKLӃXE
ȟÚ
-
YHFWRUYұQWӕFWәQJTXiWWKHRKӋTX\FKLӃX(
Ȟ
-
vector vұQWӕFWәQJTXiW theo KӋTX\FKLӃX%
ȞÚ
-
YHFWRUJLDWӕFWәQJTXiWWKHRKӋTX\FKLӃX%
ȗ
-
vector vұn tӕc tәQJTXiWWKHRKӋTX\FKLӃX+
ȗÚ
-
YHFWRUJLDWӕFWәQJTXiWWKHRKӋTX\FKLӃX+
xiv
ȁ
-
YHFWRUOӵFWәQJTXiW
FE
N
YHFWRUOӵFtheo KӋTX\FKLӃX(
FB
N
YHFWRUOӵFtheo KӋTX\FKLӃX%
FGE
N
YHFWRUOӵFKҩSGүQWKHRKӋTX\FKLӃX(
FGB
N
YHFWRUOӵFKҩSGүQWKHRKӋTX\FKLӃX%
GB (ȟ)
-
YHFWRUKҩS GүQWKHRKӋTX\FKLӃX%
GH
-
YHFWRUKҩSGүQWKHRKӋTX\FKLӃX+
UB
-
YHFWRUFKX\ӇQÿӝQJ WKHRKӋTX\FKLӃX%
U1
N
OӵFQkQJWKHRKӋTX\FKLӃX%
U2
Nm
PRPHQW[RҳQUROOWKHRKӋTX\FKLӃX%
U3
Nm
PRPHQW[RҳQSLWFKWKHRKӋTX\FKLӃX%
U4
Nm
PRPHQW[RҳQ\DZWKHRKӋTX\FKLӃX B
ɒB
Nm
moment [RҳQtheo KӋTX\FKLӃX%
RĬ
-
PDWUұQ[RD\
TĬ
-
PDWUұQFKX\ӇQYӏ
JĬ
-
PDWUұQWәQJTXiW
EB
-
PDWUұQFKX\ӇQÿӝQJ WKHRKӋTX\FKLӃXB
EH (ȟ)
-
PDWUұQFKX\ӇQÿӝQJ WKHRKӋTX\FKLӃX H
MB
-
PDWUұQTXiQWtQKKӋWKӕQJWKHRKӋTX\FKLӃX%
MH
-
ma trұQTXiQWtQKKӋ thӕng WKHRKӋTX\FKLӃu H
OB (Ȟ)
-
PDWUұQFiQKTXҥWKӗLFKX\ӇQ WKHRKӋTX\FKLӃXB
OH (ȗ)
-
PDWUұQFiQKTXҥWKӗLFKX\ӇQ WKHRKӋTX\FKLӃX H
CB (Ȟ )
-
PDWUұQ&RULROLVKѭӟQJWkPWKHRKӋTX\FKLӃX%
CH (ȗ)
-
PDWUұQ&RULROLVKѭӟQJWkPWKHRKӋTX\FKLӃX H
S(... )
-
PDWUұQÿӕL[ӭQJOӋFK
rad/s
YHFWRUWӕFÿӝFiQKTXҥW
π1
π2
rad/s
WӕFÿӝFiQKTXҥWWUѭӟF
rad/s
WӕFÿӝFiQKTXҥWSKҧL
π3
rad/s
WӕFÿӝFiQKTXҥWVDX
π4
rad/s
WӕFÿӝFiQKTXҥWWUiL
TMT
N
OӵFQkQJWKHRWKX\ӃWÿӝQJOѭӧQJ
TBET
N
OӵFQkQJWKHRWKX\ӃWFiQKTXҥW
xv
QBET
Nm
PRPHQW[RҳQFӫDFiQKTXҥW
ሶA
kg/s
ÿӝWKD\ÿәL FӫD NKӕLOѭӧQJNK{QJNKtTXDÿƭDTXҥW
p1
Pa
iSVXҩWNK{QJNKtWiFGөQJWUӵFWLӃSSKtDWUrQÿƭD
p2
Pa
iSVXҩWNK{QJNKtWiFGөQJWUӵFWLӃSGѭӟLWUrQÿƭD
p
Pa
iSVXҩWFұQGѭӟL
p-
Pa
iSVXҩWFұQWUrQ
v1
m/s
YұQWӕFNK{QJNKtWiFGөQJWUӵFWLӃSSKtDWUrQÿƭD
v2
m/s
YұQWӕFNK{QJNKtWiFGөQJWUӵFWLӃSGѭӟLWUrQÿƭD
vI
m/s
YұQWӕFNK{QJNKtQJD\WҥLÿƭDTXҥW
v
m/s
YұQWӕFFұQGѭӟL
v-
m/s
YұQWӕFFұQWUrQ
vV
m/s
YHFWRUYұQWӕFGRFKX\ӇQÿӝQJFӫDGzQJNKtFӫDFiQKTXҥW
vH
m/s
YHFWRUYұQWӕFGRYұQWӕFJyFFӫDOѭӥi FiQKTXҥt
ZP
rad/s
YұQWӕFJyFFӫDFiQKTXҥW
dDBET
N/ m
YLSKkQOӵFNpR
dLBET
N/ m
YLSKkQ OӵFQkQJ
dFBET
N/ m
YLSKkQOӵFNKtÿӝQJKӑc
dTBET
N/ m
YLSKkQ OӵFNKtÿӝQJKӑFWKHRSKѭѫQJÿӭQJ
dHBET
N/m
YLSKkQOӵFNKtÿӝQJKӑFWKHRSKѭѫQJQJDQJ
TI
rad
JyFKӧSJLӳDÿѭӡQJQJDQJYӟLÿѭӡQJFKLDFiQKTXҥW
TIo
rad
KҵQJVӕ]HURJyFWҩQ
TItw
rad
JyF[RҳQFӫDJyFWҩQ
ĭI
rad
JyFWҩQOѭXOѭӧQJGzQJNKtYjR
II. &iFKҵQJVӕ
.êKLӋX ĈѫQYӏ
*LiWUӏ
0{Wҧ
a
rad-1
2ʌ
JyFQkQJ
A
m2
75.5 x 10-3
GLӋQWtFKÿƭDFiQKTXҥW
b
N s2
54,2 x 10-6
KӋVӕÿҭ\
bBET
N s2
54,2 x 10-6
KӋVӕÿҭ\WKHRWKX\ӃWFiQKTXҥW
2
-6
KӋVӕÿҭ\WKHRWKX\ӃWÿӝQJOѭӧQJ
bMT
Ns
c
m
0.02
FKLӅXGjLWUXQJEuQKÿѭӡQJFKLDFiQKTXҥW
CD
-
0.05
KӋVӕNpRGUDJ
CL
-
0.05
KӋVӕQkQJ(lift)
54,2 x 10
xvi
d
N m s2 1.1 x 10-6
KӋVӕNpR
g
m/s 2
9.81
gia tӕFWUӑQJWUѭӡQJ
J TP
Nms2
104x10-6
PRPHQWTXiQWtQKTXD\WәQJFӝQJÿӕLYӟLWUөF
FiQKTXҥW
l
m
0.22
NKRҧQJ FiFK Wӯ WkP QuadURFRSWHU ÿӃQ WkP
FiQKTXҥW
m
kg
1.365
NKӕLOѭӧQJQuadrocopter
NB
-
2
VӕFiQKEODGHFӫDFiQKTXҥW
UA
kg/m3
29
PұWÿӝNK{QJNKt
xvii
&+ѬѪ1*,7Ә1*48$1
1.1 6ӵNKiFnhau giӳD+HOLFRSWHUYjQuadrocopter [1]
7UӵF WKăQJ WK{QJ WKѭӡQJ +HOLFRSWHU Yj WUӵF WKăQJ EӕQ FKRQJ FKyQJ
(Quadrocopter, Quadrotor hay QuadFRSWHU ÿѭӧF[ӃS YjR ORҥL Pi\ ED\ Fy NKҧ QăQJ
FҩWFiQKYjKҥ FiQKWKҷQJÿӭQJKD\FzQJӑL972/9HUWLFDO7DNH2IIDQG/DGLQJFҧ
KDLORҥLQj\ÿӅXFyNKҧQăQJGLFKX\ӇQWKHRKѭӟQJOrQ-[XӕQJWUѭӟF-VDXWUiL-SKҧL
NKҧQăQJÿӭQJ\rQWҥLFKӛ KRYHUPjPi\ED\FiQKEҵQJNK{QJFy7X\QKLrQ, giӳD
KDLORҥLQj\FyQKӳQJÿLӇPNKiFQKDXFѫEҧQ QKѭ sau:
1.1.1 9͉N͇WF̭XF˯NKtYjQJX\rQOêKR̩Wÿ͡QJ
6RYӟLORҥL P{KuQKWUӵFWKăQJWK{QJWKѭӡQJFyNӃWFҩXFѫNKtUҩW SKӭFWҥSYj
QKLӅXFKLWLӃWQKӓJLDF{QJWLQK[ҧRWKuQuadURFRSWHUÿѫQJLҧQKѫQUҩWQKLӅXORҥLQj\
FKӍJӗP PRWRUÿLӋQJҳQFiQKTXҥWÿѭӧFÿһWӣEӕQJyFFӫD PӝWKuQKYX{QJWURQJ
NKLWUӵFWKăQJP{KuQKWK{QJWKѭӡQJEDRJӗPKӋWKӕQJÿƭD[RD\VZDVKSODWHURWRU
KHDGYjFiFFҫQDUPURGÿӇWKD\ÿәLJyFWҩQ SLWFKFӫDFiQKTXҥWFKtQKWK{QJTXD
FiFVHUYRQKӓ
+uQK5&+HOLFRSWHU7-rex 600
+uQK&өPVZDVKSODWHWUrQFѫFҩXFiQKFӫD+HOLFRSWHU
1JRjLUDWUӵFWKăQJ WK{QJWKѭӡQJFzQFyKӋWKӕQJFiQKTXҥWÿX{LÿӇOjPWULӋW
WLrXPRPHQWGRFiQKTXҥWFKtQKJk\UDĈLӅXQj\WLrXWӕQÿӃQQăQJ OѭӧQJWәQJ
FӝQJFӫDPi\ED\1ăQJOѭӧQJQj\NK{QJVLQKF{QJÿӇQkQJPi\ED\PjFKӍWULӋWWLrX
PRPHQW[RҳQFKRQrQÿk\OjQăQJOѭӧQJY{tFKOjPJLҧPKLӋXVXҩWFӫDPi\ED\
1
+ѫQQӳDFiFKӋWKӕQJEiQKUăQJÿӇWUX\ӅQÿӝQJWӯPRWRUFKtQKVDQJFiQKTXҥW
FKtQKYjFiQKTXҥWÿX{LFNJQJUҩWSKӭFWҥS
+uQK3 &өPFiQKTXҥWÿX{LFӫDHelicopter
ĈӕLYӟLQuadURFRSWHUNӃWFҩXFKӍJӗPPRWRUÿLӋQJLӕQJQKDXFyOҳSFiQKTXҥW
ÿѭӧFÿһWӣJyFKuQKYX{QJYjFiQKTXҥWFyWKӇJҳQWUӵFWLӃSKD\WK{QJTXDWUX\ӅQ
ÿӝQJEiQK UăQJPRWRUQj\ÿѭӧFFKLDUDOjPFһSWUѭӟF-VDXWUiL-SKҧL
+uQKQuadrocopter
&KLӅXTXD\FӫDPRWRUWURQJPӛLFһSOjJLӕQJQKDXQKѭQJFKLӅXTXD\FӫDFһS
WUѭӟF-VDXYjWUiL-SKҧLOjQJѭӧFQKDX9tGөFһSWUѭӟF-VDXTXD\FQJFKLӅXNLPÿӗQJ
Kӗ WKu FһS WUiL-SKҧL TXD\ QJѭӧF FKLӅX NLP ÿӗQJ Kӗ 9j FiQK TXҥW GQJ WURQJ
QuadURFRSWHUSKҧLOjORҥLQJѭӧFQKDXPӝWORҥLTXD\FQJFKLӅXYjPӝWORҥLQJѭӧF
FKLӅXNLPÿӗQJKӗ7K{QJWKѭӡQJGQJORҥLFyJyFWҩQ FӕÿӏQKIL[HGSLWFK
0өF ÿtFK FӫD YLӋF Qj\ Oj ÿӇ WULӋW WLrX PRPHQW [RҳQ GR WӯQJ FһS Jk\ UD 7X\
QKLrQQJRjLNKҧQăQJWҥRPRPHQWWULӋWWLrXQKDXPRWRUQj\NKLTXD\ÿӅXWҥROӵF
QkQJFKRPi\ED\NK{QJQKѭKӋWKӕQJKӋWKӕQJÿX{LFӫDWUӵFWKăQJWK{QJWKѭӡQJ
NK{QJWҥRÿѭӧFOӵFQkQJPjFKӍQKҵPOjPWULӋWWLrXPRPHQWFӫDFiQKTXҥWFKtQKĈk\
OjPӝWѭXÿLӇPOӟQFӫDQuadrocopter.
2
1JRjLPRWRUYjFiQKTXҥWUDWKuQuadURFRSWHUNK{QJFzQPӝWFKLWLӃWFKX\ӇQ
ÿӝQJQjRNKiFFKRQrQÿk\OjPӝWOӧLÿLӇPNKLVӱGөQJYjNK{QJFҫQSKҧLWKD\WKӃ
FiFFKLWLӃWQj\NKLEӏUӟWKD\YDFKҥPQKѭ+HOLFRSWHU
0ӝW\ӃXWӕUҩWTXDQWUӑQJQӳDOjGRÿѭӡQJNtQKFiQKTXҥWFӫDQuadURFRSWHUQKӓ
KѫQQKLӅXVRYӟL+HOLFRSWHUFKRQrQYLӋFED\WKӱQJKLӋPKD\ED\WURQJQKjFNJQJGӉ
GjQJYjWKXұQOӧLNK{QJJk\QJX\KLӇPWӟLQJѭӡL[XQJTXDnh.
1JX\rQOêKRҥWÿӝQJFӫDORҥLQuadURFRSWHUQj\FNJQJUҩWÿѫQJLҧQ
+uQK5 1JX\rQOêKRҥWÿӝQJFӫDQuadrocopter
x WUѭӟF-sau: ÿӇÿLYӅErQWUѭӟFPRWRUSKtDWUѭӟFJLҧPWӕFVRYӟLPRWRUVDXYj
QJѭӧFOҥLÿӇÿLYӅSKiLVDXPRWRUVDXJLҧPWӕFVRYӟLPRWRUWUѭӟF
x WUiL-SKҧL: ÿӇÿLYӅErQWUiLPRWRUWUiLJLҧPWӕFVRYӟLPRWRUSKҧLYjQJѭӧFOҥL
ÿӇÿLYӅErQSKҧLPRWRUSKҧLJLҧPWӕFVRYӟLPRWRUWUiL
x OrQ-[XӕQJ: tăQJWӕFKD\JLҧPWӕFÿӗQJWKӡL4 PRWRUVӁOjPWăQJOӵFQkQJKD\
JLҧPOӵFQkQJ ÿӇ ED\OrQKD\ [XӕQJ
x [RD\PXӕQ[RD\FQJFKLӅXNLPÿӗQJKӗWKuFһSPRWRUTXD\FQJFKLӅXNLP
ÿӗQJKӗYtGөWUѭӟF-VDXVӁTXD\FKұPKѫQFһSPRWRUTXD\QJѭӧFFKLӅXNLPÿӗQJKӗ
YtGөWUiL-SKҧL1JѭӧFOҥLPXӕQ[RD\QJѭӧFFKLӅXNLPÿӗQJKӗWKuFһSPRWRUTXD\
QJѭӧF FKLӅX NLP ÿӗQJ Kӗ WUiL-SKҧL VӁ TXD\ FKұP KѫQ FһS PRWRU TXD\ FQJ FKLӅX
NLPÿӗQJKӗWUѭӟF-sau).
1.1.2 9͉WtQKQăQJÿL͉XNKL͋Q
;pWYӅPһWQj\WKuQuadURFRSWHUÿzLKӓLKӋWKӕQJPҥFKÿLӅXNKLӇQSKӭFWҥSKѫQ
Yu SKҧL Vӱ GөQJ FiF FҧP ELӃQ TXiQ WtQK QKѭ J\UR (gyroscope) Yj JLD WӕF (accelerometer) ÿӇWtQKWRiQÿѭӧFJyFQJKLrQJYjYұQWӕFTXD\WKHREDWUөFÿӇJLӳWKăQJEҵQJ
QӃXNK{QJVӁNK{QJWKӇQjRÿLӅXNKLӇQÿѭӧF7\WKHRKӋWKӕQJPҥFKÿLӅXNKLӇQWӕW
WӟLPӭFQjRVӁTX\ӃWÿӏQKWӟLNKҧQăQJÿLӅXNKLӇQQuadURFRSWHUGӉKD\NKy
1KѭQJ NKL ÿm ÿѭӧF WKLӃW NӃ WӕW PӝW QJѭӡL FKѭD WӯQJ ÿLӅX NKLӇQ TXD OҫQ QjR
FNJQJ Fy WKӇ ÿLӅX NKLӇQ ÿѭӧF QuadURFRSWHU PӝW FiFK GӉ GjQJ 7KHR QKѭ QJX\rQ Oê
3
- Xem thêm -