| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 第1章 引言 | 第8-15页 |
| 1.1 课题背景及意义 | 第8-9页 |
| 1.2 无人机的发展历史 | 第9-10页 |
| 1.3 四旋翼无人机飞行控制技术现状 | 第10-12页 |
| 1.4 模型预测控制研究现状 | 第12-14页 |
| 1.4.1 模型预测控制的发展历史 | 第12-13页 |
| 1.4.2 模型预测控制的应用与改进 | 第13-14页 |
| 1.5 本文主要研究内容 | 第14-15页 |
| 第2章 四旋翼无人机建模及轨迹跟踪平台 | 第15-25页 |
| 2.1 QBALL-X4四旋翼无人机介绍 | 第15-18页 |
| 2.1.1 无人机的基本结构与运动形式 | 第15-17页 |
| 2.1.2 坐标系定义 | 第17-18页 |
| 2.2 无人机飞行实验操控平台 | 第18-20页 |
| 2.2.1 实验设备与软件 | 第18页 |
| 2.2.2 实验流程 | 第18-20页 |
| 2.3 QBALL-X4无人机数学模型构建 | 第20-22页 |
| 2.3.1 螺旋桨动力学模型 | 第20-21页 |
| 2.3.2 姿态角模型 | 第21-22页 |
| 2.3.3 X-Y位置模型 | 第22页 |
| 2.4 无人机轨迹跟踪实验平台 | 第22-23页 |
| 2.5 本章小结 | 第23-25页 |
| 第3章 基于MPC的四旋翼无人机轨迹跟踪控制 | 第25-35页 |
| 3.1 MPC算法与基本原理 | 第25-29页 |
| 3.1.1 MPC的基本方法原理 | 第25-27页 |
| 3.1.2 MPC 算法推导 | 第27-29页 |
| 3.2 基于MPC的姿态控制器设计 | 第29-32页 |
| 3.3 轨迹跟踪控制仿真实验 | 第32-34页 |
| 3.4 本章小结 | 第34-35页 |
| 第4章 基于条件触发MPC的四旋翼无人机轨迹跟踪控制 | 第35-47页 |
| 4.1 基于条件触发策略的MPC算法 | 第35-39页 |
| 4.1.1 触发原理 | 第35-36页 |
| 4.1.2 触发流程 | 第36-38页 |
| 4.1.3 稳定性分析 | 第38-39页 |
| 4.2 基于条件触发MPC的姿态角控制器设计 | 第39-41页 |
| 4.3 仿真实验 | 第41-46页 |
| 4.3.1 单位阶跃响应实验 | 第41-42页 |
| 4.3.2 轨迹跟踪控制实验与结果分析 | 第42-46页 |
| 4.4 本章小结 | 第46-47页 |
| 第5章 基于切换模式MPC的四旋翼无人机轨迹跟踪控制 | 第47-57页 |
| 5.1 切换模式的MPC算法 | 第47-50页 |
| 5.1.1 切换模式的基本原理 | 第47-48页 |
| 5.1.2 模式切换流程设计 | 第48-50页 |
| 5.2 基于切换模式MPC的姿态角控制器设计 | 第50-52页 |
| 5.3 仿真实验与结果分析 | 第52-56页 |
| 5.4 本章小结 | 第56-57页 |
| 第6章 总结与展望 | 第57-58页 |
| 6.1 工作总结 | 第57页 |
| 6.2 工作展望 | 第57-58页 |
| 参考文献 | 第58-62页 |
| 致谢 | 第62-63页 |
| 附录 | 第63页 |