近年来,多旋翼无人机在航拍测绘领域大放光彩,尤其在地质勘测、遥感测绘、灾害监测、影视航拍、城市巡查、农业植保、电力巡检等方面已经取得了巨大的成就。但是多旋翼无人机的续航能力不足问题成为制约其发展的瓶颈,针对机载电池容量有限,设计出一款地面电缆供电的多旋翼来解决续航能力不足、无法长时间滞空悬停的技术问题。本文将从以下几个方面来介绍有缆六旋翼设计方案的实现过程。(1)首先针对有缆线形式的六旋翼进行了全面的数学建模分析,具体以六旋翼的几何中点为质点进行受力分析,根据欧拉运动定律推导出了有缆六旋翼的欧拉动力学方程。(2)六旋翼飞行器姿态解算中,详细研究主控芯片如何利用采集传感器的原始姿态数据进行姿态解算的,重点研究了欧拉角法、方向余弦法、四元数三种姿态解算算法的优缺点,选出了四元数法作为本设计姿态解算的算法。其次做了一个数值计算方法对比实验,选出了龙格-库塔法作为求解姿态微分方程的数值计算方法。(3)六旋翼飞行器姿态融合算法中,设计出了互补滤波、扩展卡尔曼滤波两种姿态融合算法,利用MATLAB数学工具对扩展卡尔曼滤波算法进行了仿真实验分析。将互补滤波、扩展卡尔曼滤波算法用C代码实现,做了一阶互补滤波、二阶互补滤波、扩展卡尔曼滤波真实的姿态融合效果对比实验,选出了二阶互补滤波作为本飞行控制系统设计的姿态融合算法。(4)根据前期理论的研究和方案的制定,设计出了有缆六旋翼飞行控制器的原理图,通过Altium Designer09软件绘制出飞行控制器的PCB(电子线路板)。(5)六旋翼飞行器控制算法与软件设计中,以串级PID算法作为控制算法,设计出了定高模式控制飞行和姿态模式控制飞行。借助Simulink工具,仿真了相同被控对象在单级PID和串级PID控制算法下的输出响应速度。(6)最后购买元器件组建六旋翼,安装前面设计的飞行控制器。先在模拟试飞平台中整定出本飞行控制器的PID参数和其他设计参数,然后在空旷的试飞场地进行真实的飞行测试。先在无缆线情况下,测试六旋翼的飞行效果,顺利完成无缆线飞行实验后,调整参数,测试地面电缆六旋翼飞行实验效果。通过真实的飞行实验来检验本论文提出有缆六旋翼设计方案的可行性。