一种具备空中作业能力的四旋翼飞行器系统设计
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-16页 |
| 1.1 课题背景及意义 | 第10页 |
| 1.2 具备空中作业能力四旋翼飞行器的研究现状 | 第10-13页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第10-12页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第12-13页 |
| 1.3 本文主要研究内容 | 第13-16页 |
| 1.3.1 研究目的与意义 | 第13页 |
| 1.3.2 本文所做的主要工作 | 第13-14页 |
| 1.3.3 内容安排 | 第14-15页 |
| 1.3.4 项目支持 | 第15-16页 |
| 第二章 四旋翼飞行器设计 | 第16-36页 |
| 2.1 四旋翼飞行器飞行原理与建模 | 第16-18页 |
| 2.1.1 飞行原理 | 第16-17页 |
| 2.1.2 运动学模型 | 第17-18页 |
| 2.1.3 动力学模型 | 第18页 |
| 2.2 四旋翼飞行器的运动控制 | 第18-21页 |
| 2.2.1 电机控制 | 第19页 |
| 2.2.2 姿态控制 | 第19-20页 |
| 2.2.3 位置控制 | 第20-21页 |
| 2.3 四旋翼飞行器的机构设计 | 第21-25页 |
| 2.3.1 四旋翼飞行器整体结构 | 第21页 |
| 2.3.2 动力装置的选型 | 第21-23页 |
| 2.3.3 机身结构设计 | 第23-25页 |
| 2.4 四旋翼飞行器的电路设计 | 第25-29页 |
| 2.4.1 飞行控制板总体设计 | 第25-26页 |
| 2.4.2 主控制器模块 | 第26页 |
| 2.4.3 无线通信模块 | 第26-27页 |
| 2.4.4 功能模块 | 第27-29页 |
| 2.5 四旋翼飞行器控制程序设计 | 第29-34页 |
| 2.5.1 飞行控制程序框架 | 第29-31页 |
| 2.5.2 姿态解算 | 第31-32页 |
| 2.5.3 仿真实验 | 第32-34页 |
| 2.6 本章小结 | 第34-36页 |
| 第三章 空中作业装置设计 | 第36-46页 |
| 3.1 空中作业装置结构设计 | 第36-39页 |
| 3.1.1 机械臂结构设计 | 第36-37页 |
| 3.1.2 机械手设计 | 第37-38页 |
| 3.1.3 重心调节机构结构设计 | 第38-39页 |
| 3.2 运动学建模 | 第39-41页 |
| 3.2.1 运动学建模的D-H表示法 | 第39-40页 |
| 3.2.2 机械臂坐标系建立 | 第40-41页 |
| 3.2.3 重心调节机构运动学模型 | 第41页 |
| 3.3 动力学建模 | 第41-43页 |
| 3.3.1 递推牛顿-欧拉法 | 第41-43页 |
| 3.3.2 机械臂和重心调节机构动力学参数 | 第43页 |
| 3.4 关节轨迹规划 | 第43-44页 |
| 3.5 本章小结 | 第44-46页 |
| 第四章 具备空中作业能力的四旋翼飞行器设计 | 第46-58页 |
| 4.1 系统结构分析与设计 | 第46-47页 |
| 4.2 系统控制分析与设计 | 第47-48页 |
| 4.3 空中作业装置的控制策略 | 第48-50页 |
| 4.3.1 机械臂的控制 | 第49页 |
| 4.3.2 重心调节机构的控制 | 第49-50页 |
| 4.3.3 作业装置控制器的指令生成 | 第50页 |
| 4.4 扰动抑制仿真验证 | 第50-55页 |
| 4.4.1 仿真环境介绍 | 第50-52页 |
| 4.4.2 仿真环境搭建 | 第52页 |
| 4.4.3 伺服电机动力学模型 | 第52-54页 |
| 4.4.4 仿真结果与分析 | 第54-55页 |
| 4.5 实物实验 | 第55-57页 |
| 4.5.1 实验环境搭建 | 第55-56页 |
| 4.5.2 实验结果与分析 | 第56-57页 |
| 4.6 本章小结 | 第57-58页 |
| 第五章 具备空中作业能力的四旋翼飞行器性能测试 | 第58-68页 |
| 5.1 主从端控制系统搭建 | 第58-63页 |
| 5.1.1 六自由度力反馈手控制器 | 第58-59页 |
| 5.1.2 力反馈手控器与机械臂映射关系 | 第59-60页 |
| 5.1.3 主端控制程序设计 | 第60-63页 |
| 5.2 飞行器运动性能测试 | 第63-64页 |
| 5.3 作业装置对四旋翼飞行器稳定性影响测试 | 第64-66页 |
| 5.4 空中抓取物体实验 | 第66-67页 |
| 5.5 本章小结 | 第67-68页 |
| 第六章 总结与展望 | 第68-70页 |
| 6.1 本文工作总结 | 第68-69页 |
| 6.2 未来工作展望 | 第69-70页 |
| 致谢 | 第70-72页 |
| 参考文献 | 第72-76页 |
| 攻读硕士学位期间的科研成果 | 第76页 |
