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微型四旋翼项目的目标是实现一种最大尺寸小于15cm的遥控四旋翼，最低要求可以实现可控飞行。

微型四旋翼项目最初由[[严斌]]发起并推进，严斌的设计以下简称A型。2013年3月[[王若溪]]获得A型图纸和程序以后开始进行自己的设计，以下简称B型。
2014年初[[方鑫]]设计了自己的微型四旋翼（C型），他的微型四旋翼首先实现可控飞行。王若溪于2014年6月实现可控飞行。
2014年7月暑期培训时[[任勇]]也设计了微型四旋翼（D型），将实现方案简化，以便培训新人。

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=A型=

[[File:严斌的微型四旋翼.jpg|thumb|[[严斌]]的微型四旋翼]]

===完成度===
* 可使用安卓手机遥控
* 有姿态保持功能

===实现方案===
* 直径7mm直流空心杯电机作为动力，3.7V锂聚合物电池提供能源
* 旋翼直径46mm，相邻旋翼中心距约60mm
* 整块PCB板作为机身
* [http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1031/LN1565/PF164476?sc=internet/mcu/product/164476.jsp STM32F103C8]主控制器，[http://www.invensense.com/mems/gyro/mpu6050.html MPU6050]加速度计/速率陀螺，HMC5883磁强计，[http://www.meas-spec.com/product/pressure/MS5611-01BA03.aspx MS5611-01BA03]气压计
* 单环PID控制器，传感器融合算法是互补滤波或卡尔曼滤波


=B型=

B型微型四旋翼项目于2014年7月参加[http://www.baike.com/wiki/%E4%B8%8A%E6%B5%B7%E5%BA%86%E7%A7%91%E4%BF%A1%E6%81%AF%E6%8A%80%E6%9C%AF%E6%9C%89%E9%99%90%E5%85%AC%E5%8F%B8 庆科]首届智能硬件创新设计大赛后搁置。

==目前概况==

[[File:微型四旋翼与AndroPilot地面站.png|thumb|微型四旋翼与[https://play.google.com/store/apps/details?id=com.geeksville.andropilot&hl=en AndroPilot]地面站]]

===完成度===
* 俯仰、滚转保持，航向阻尼
* 与地面站通信，接受姿态角、航向角速率和油门指令并传回姿态（不包括航向角）、[[Wikipedia:zh:惯性测量单元|IMU]]测量值、电池电压等信息

===实现方案===
* 720直流空心杯电机作为动力，3.7V 250mAh至400mAh锂聚合物电池提供能源
* 旋翼直径46mm，相邻旋翼中心距60mm
* 机身由板材、尼龙柱和小电动直升机尾桨座拼接、粘合而成
* [http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1031/LN1565/PF164476?sc=internet/mcu/product/164476.jsp STM32F103C8]主控制器，[http://www.invensense.com/mems/gyro/mpu6050.html MPU6000]加速度计/速率陀螺，通信模块为济南华茂科技有限公司HM-02、HM-06蓝牙模块或者上海庆科信息技术有限公司EMW3161 WiFi模块。
* 主控制器中运行[http://www.freertos.org/ FreeRTOS] 8.0.2操作系统，与地面站通信的应用层协议是[http://qgroundcontrol.org/mavlink/start MAVlink]，地面站软件是[http://qgroundcontrol.org/start QGroundControl]
* 控制器是双环PID，传感器融合算法来自[https://www.samba.org/tridge/UAV/madgwick_internal_report.pdf Madgwick的研究报告]
* 根据推导出的飞行动力学模型，飞行器质心被设计得尽量靠近旋翼平面，这样可以使模型变得简单，'''也许'''便于PID调参

==实现细节==

===飞行动力学模型===

[[File:微型四旋翼各物理量示意图.svg|thumb|416px|微型四旋翼中各物理量的示意，其中<math>x_B</math>指向机头，<math>T_i</math>是旋翼<math>i</math>产生的升力，<math>Q_i</math>是旋翼<math>i</math>产生的扭矩，<math>\Omega_i</math>是旋翼<math>i</math>的转速。]]

定义：
* <math>\theta</math>，<math>\phi</math>，<math>\psi</math>分别是俯仰、滚转、航向角
* <math>p</math>，<math>q</math>，<math>r</math>分别是滚转、俯仰、偏航角速率，即沿<math>x_B</math>，<math>y_B</math>，<math>z_B</math>的角速率
* <math>u</math>，<math>v</math>，<math>w</math>分别是质心在导航系<math>xyz</math>轴中的速度分量
* <math>z_r</math>是旋翼平面相对于飞行器质心的位置，高于质心为正
* <math>I_{bi}</math>是机体沿<math>i_B</math>轴的惯性矩（机体有对称性，故<math>x_B y_B z_B</math>为惯性主轴），<math>I_{rz}</math>是旋翼沿转轴的惯性矩
* <math>
\left\{
	\begin{array}{l}
		\Delta\Omega_T = \Delta\Omega_1 + \Delta\Omega_2 + \Delta\Omega_3 + \Delta\Omega_4 \\
		\Delta\Omega_P = \Delta\Omega_1 - \Delta\Omega_3 \\
		\Delta\Omega_R = \Delta\Omega_4 - \Delta\Omega_2 \\
		\Delta\Omega_Y = \Delta\Omega_2 + \Delta\Omega_4 - \Delta\Omega_1 - \Delta\Omega_3
	\end{array}
\right.
</math>是各个旋翼转速变化量的线性组合
* <math>A</math>，<math>B \cdots F</math>是与旋翼形状和转速有关的参数


定义悬停状态为
<math>
\left\{
	\begin{array}{l}
		\theta = \phi = \psi = 0 \\
		\theta = \phi = p = q = r = u = v = w = 0 \\
		\Omega_i = \Omega_h \qquad(i = 1,2,3,4) \\
		T_i = \displaystyle\frac{mg}{4} \qquad(i = 1,2,3,4)
	\end{array}
\right.
</math>


那么在悬停状态附近线性化的状态空间方程为

<math>
	\begin{bmatrix} \Delta\dot{\theta} \\ \Delta\dot{q} \\ \Delta\dot{u} \end{bmatrix} = 
	\begin{bmatrix}
		0 & 1 & 0 \\ 
		0 & -\frac{z_r^2 A+B}{I_{by}} & -\frac{z_r A}{I_{by}} \\
		-g & -\frac{z_r A}{m} & -\frac{A}{m}
	\end{bmatrix}
	\begin{bmatrix}	\Delta\theta \\ \Delta q \\ \Delta u \end{bmatrix} +
	\begin{bmatrix} 0 & 0 \\ 0 & \frac{Cl}{I_{by}} \\ 0 & 0 \end{bmatrix}
	\begin{bmatrix} \Delta\dot{\Omega}_P \\ \Delta\Omega_P \end{bmatrix}
</math>

<math>
	\begin{bmatrix} \Delta\dot{\phi} \\ \Delta\dot{p} \\ \Delta\dot{v} \end{bmatrix} = 
	\begin{bmatrix}
		0 & 1 & 0 \\ 
		0 & -\frac{z_r^2 A+B}{I_{bx}} & \frac{z_r A}{I_{bx}} \\
		g & \frac{z_r A}{m} & -\frac{A}{m}
	\end{bmatrix}
	\begin{bmatrix}	\Delta\phi \\ \Delta p \\ \Delta v \end{bmatrix} +
	\begin{bmatrix} 0 & 0 \\ 0 & \frac{Cl}{I_{bx}} \\ 0 & 0 \end{bmatrix}
	\begin{bmatrix} \Delta\dot{\Omega}_R \\ \Delta\Omega_R \end{bmatrix}
</math>

<math>
	m \Delta\dot{w} = -D \Delta w - C \Delta\Omega_T
</math>

<math>
	I_{bz} \Delta\dot{r} = -E \Delta r + F \Delta\Omega_Y + I_{rz} \Delta\dot{\Omega}_Y 
</math>

===姿态测量===

===控制器===

===硬件===

===软件===

===地面站通信===

===惯性传感器误差标定===

===PID参数===

==历史版本==

=C型=


=D型=

=外部链接=

*[http://www.bitcraze.se/crazyflie/ CrazyFlie]