| 摘要 | 第2-3页 |
| ABSTRACT | 第3-4页 |
| 1 绪论 | 第7-14页 |
| 1.1 研究背景及研究意义 | 第7-8页 |
| 1.2 捷联式惯性导航的研究现状和发展趋势 | 第8-9页 |
| 1.3 多传感器信息融合研究现状和发展 | 第9-10页 |
| 1.4 飞行器控制研究现状和发展 | 第10-12页 |
| 1.5 论文主要研究内容及技术路线 | 第12-14页 |
| 2 捷联式惯性导航技术与飞行器动力学建模 | 第14-28页 |
| 2.1 导航系统坐标系简介 | 第14-16页 |
| 2.2 姿态角定义 | 第16页 |
| 2.3 姿态传感器工作原理及功能 | 第16-19页 |
| 2.3.1 加速度计 | 第17页 |
| 2.3.2 陀螺仪 | 第17-18页 |
| 2.3.3 磁力计 | 第18-19页 |
| 2.4 基于MEMS传感器的飞行器姿态解算 | 第19-24页 |
| 2.4.1 基于加速度计的俯仰角和横滚角解算 | 第20-22页 |
| 2.4.2 基于磁力计的偏航角解算 | 第22-23页 |
| 2.4.3 基于陀螺仪的姿态角解算 | 第23-24页 |
| 2.5 四旋翼飞行器动力学建模 | 第24-26页 |
| 2.5.1 飞行器飞行原理 | 第24-25页 |
| 2.5.2 基于牛顿-欧拉公式的飞行器动力学模型的建立 | 第25-26页 |
| 2.6 软件仿真平台-MATLAB | 第26-27页 |
| 2.7 本章小结 | 第27-28页 |
| 3 四旋翼飞行器姿态估计与控制系统总体设计 | 第28-32页 |
| 3.1 飞行器姿态估计单元设计 | 第28-30页 |
| 3.2 飞行器姿态控制单元设计 | 第30-31页 |
| 3.3 本章小结 | 第31-32页 |
| 4 基于数据融合的飞行器姿态估计系统设计与实现 | 第32-53页 |
| 4.1 数据融合算法研究 | 第32-38页 |
| 4.1.1 加权数据融合算法 | 第32-33页 |
| 4.1.2 离散标准卡尔曼滤波数据融合算法 | 第33-36页 |
| 4.1.3 离散扩展卡尔曼滤波数据融合算法 | 第36-38页 |
| 4.1.4 三种数据融合方法的比较 | 第38页 |
| 4.2 基于磁力计解算的偏航角误差补偿 | 第38-41页 |
| 4.2.1 罗差分析 | 第39页 |
| 4.2.2 基于最小二乘法的罗差补偿 | 第39-40页 |
| 4.2.3 罗差补偿实验结果及分析 | 第40-41页 |
| 4.3 加权融合算法在姿态估计中的应用 | 第41-43页 |
| 4.3.1 加权融合算法实现 | 第41-42页 |
| 4.3.2 加权数据融合仿真及分析 | 第42-43页 |
| 4.4 离散标准卡尔曼滤波在姿态估计中的应用 | 第43-49页 |
| 4.4.1 俯仰角与横滚角估计的卡尔曼滤波器设计 | 第44-46页 |
| 4.4.2 偏航角估计的卡尔曼滤波器设计 | 第46-47页 |
| 4.4.3 基于标准卡尔曼滤波的数据融合仿真及分析 | 第47-49页 |
| 4.5 离散扩展卡尔曼滤波在姿态估计中的应用 | 第49-52页 |
| 4.5.1 离散扩展卡尔曼滤波器设计 | 第49-50页 |
| 4.5.2 基于扩展卡尔曼滤波的数据融合仿真及分析 | 第50-52页 |
| 4.6 本章小结 | 第52-53页 |
| 5 基于PID的飞行器姿态控制系统设计与实现 | 第53-63页 |
| 5.1 PID控制算法 | 第53-54页 |
| 5.2 基于PID的姿态角控制器设计 | 第54-56页 |
| 5.3 基于PID的姿态角控制仿真及参数调节 | 第56-58页 |
| 5.4 四旋翼飞行器地面站设计与系统测试 | 第58-62页 |
| 5.4.1 地面站软件设计 | 第58-60页 |
| 5.4.2 四旋翼飞行器姿态角估计与控制系统测试 | 第60-62页 |
| 5.5 本章小结 | 第62-63页 |
| 6 总结与展望 | 第63-65页 |
| 6.1 论文工作总结 | 第63页 |
| 6.2 课题研究的不足与展望 | 第63-65页 |
| 致谢 | 第65-66页 |
| 参考文献 | 第66-69页 |
| 附录 | 第69页 |
