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四轴飞行器是一种常见的多旋翼式飞行器，拥有简单的十字形结构，四个电机呈对称分布，通过实时调整各电机的转数来实现飞行控制。与常规旋翼式飞行器相比，对称分布的结构和正反螺旋桨的设计可以抵消飞行器的反扭矩，不需要额外的反扭矩尾桨，通过四个电机的协调工作完成姿态控制，不需要通过调整螺旋桨的倾角来实现。四轴飞行器的机械结构十分简单，能够避免复杂的空气动力学问题，飞行稳定性好，易于维护，且能够产生较大的升力。使得飞行器可以应用在多种场合，现已大量应用于航拍、监控、抢险和高空搬运等任务中，随着技术的更加成熟，将会有更加广阔的应用场景。 本文首先对四轴飞行器的工作原理进行了分析，并建立了飞行器的数学模型，针对其对于姿态数据精度要求较高，且系统运算量大的特点，设计了一种使用多个传感器进行数据采集，并通过互补滤波算法进行数据融合的飞行控制系统。传感器数据的读取涉及三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴电子罗盘，分别用于获取角速度数据、加速度数据和磁场数据，从而得到全面的姿态信息。然后详细论述了卡尔曼滤波算法和互补滤波算法实现多种传感器数据融合的过程，通过比较两种算法的解算精度和速度，选用了互补滤波算法作为飞行控制器的融合算法。为了避免了复杂的数学建模，最终采用了经典的PID控制器实现四轴飞行器控制算法的设计。 本设计选用MPU6050运动处理器件和GMR磁传感器作为姿态传感器组，并基于STM32平台实现了飞行控制系统的软硬件设计。该飞行控制器可以完成航模遥控数据的接收，传感器数据的读取，姿态角的解算，电机控制，与上位机进行通信等功能。经测试，该设计能够高效的融合MEMS传感器与GMR传感器的数据信息，解算出高可靠性的姿态角数据，数据精度和速度比采用常规的融合算法均有所提高，可以很好的满足四轴飞行器的飞行控制要求。控制算法在整定得到合适的PID参数的基础上，能够实现较好的飞行器的控制功能。