倒立摆姿态精确调整与控制系统（代码、机械结构模块）

倒立摆姿态精确调整与控制系统概述：

       本系统将倒立摆原理用于火箭回收降落过程中的姿态调整，开创了全新的回收火箭方案。系统采用STM32F103为主控，基于转动惯量守恒，完成了将火箭核心动力机构，采用高性能伺服系统和动量轮实现了对姿态的精准调整。

视频演示：

        本系统采用两个高速旋转的动量轮对火箭的姿态进行控制，两动量轮轴线相互垂直，并与火箭轴线方向垂直，以满足火箭在任意姿态下，对其姿态的恢复。如图所示：

主控系统电路设计：

根据动量轮快速控制的需求，控制核心部分采用STM32F103作为MCU，且有SWD接口方便前期程序调试。采用IAP模式进行无线系统烧录，便于后期火箭模型实测时的程序修改。

动量轮驱动模块设计：

动量轮用来调整系统姿态，对于动量轮的快速控制响应、高速控制要求极高。因此电机必须具有良好的动态响应性能，同时转动扭矩也应足够大满足转动需求。因此选择瑞士Maxon的直流无刷电机251601外转子马达作为系统动量轮的主要驱动装置。

无线通讯模块电路设计：

无线模块主要用于系统调试过程中火箭模型的状态数据回传，便于快速高效的调试抛掷在空中的控制系统，能够根据蓝牙无线模块传回的状态数据适当更改控制算法和修正控制模型。

 动量轮快速制动模块

动量轮快速制动部分相当于一个刹车装置，通过该刹车装置可以快速实现动量轮卡顿刹车，从而实现瞬时极大动量的转变来大幅度调整火箭姿态。根据对于数据参数的计算，选择GOTECK的金属齿轮舵机GS-9025MG。

姿态仪AHRS功能架构图：

作品实物图展示：