| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第13-27页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第13-15页 |
| 1.1.1 课题的研究背景 | 第13-14页 |
| 1.1.2 课题的研究意义 | 第14-15页 |
| 1.2 多旋翼无人机的国内外研究现状 | 第15-21页 |
| 1.2.1 多旋翼国外研究现状 | 第15-18页 |
| 1.2.2 多旋翼国内研究现状 | 第18-21页 |
| 1.3 旋翼无人机导航与控制研究现状 | 第21-24页 |
| 1.3.1 低成本组合导航信息融合技术 | 第21-23页 |
| 1.3.2 旋翼无人机稳定控制技术 | 第23-24页 |
| 1.4 论文研究目的与研究内容 | 第24-27页 |
| 1.4.1 论文研究目的 | 第24-25页 |
| 1.4.2 论文研究内容 | 第25-27页 |
| 第2章 CQ-12无人机动力学模型与控制组成分析 | 第27-37页 |
| 2.1 前言 | 第27页 |
| 2.2 CQ-12多旋翼无人机结构介绍 | 第27-28页 |
| 2.3 CQ-12旋翼无人机运动模型 | 第28-33页 |
| 2.3.1 运动模型参考坐标系 | 第28-29页 |
| 2.3.2 各坐标系转换关系 | 第29-30页 |
| 2.3.3 构建无人机运动模型 | 第30-33页 |
| 2.4 无人机控制组成与运动方程组 | 第33-36页 |
| 2.4.1 控制力与控制力矩组成 | 第33-35页 |
| 2.4.2 构建运动学方程组 | 第35-36页 |
| 2.5 本章小结 | 第36-37页 |
| 第3章 组合导航传感器特性分析与预处理 | 第37-55页 |
| 3.1 前言 | 第37页 |
| 3.2 组合导航传感器特性分析 | 第37-43页 |
| 3.2.1 惯性测量单元特性分析 | 第37-40页 |
| 3.2.2 磁力计特性分析 | 第40-41页 |
| 3.2.3 定位模块特性分析 | 第41页 |
| 3.2.4 气压高度计特性分析 | 第41-42页 |
| 3.2.5 空速计特性分析 | 第42-43页 |
| 3.3 INS误差源分析及预处理 | 第43-48页 |
| 3.3.1 加速度计误差建模和快速标定 | 第43-46页 |
| 3.3.2 陀螺仪误差建模和快速标定 | 第46-48页 |
| 3.4 COMPASS/Baro/GNSS误差建模和预处理 | 第48-53页 |
| 3.4.1 COMPASS误差建模和快速标定 | 第48-50页 |
| 3.4.2 Baro误差建模和预处理 | 第50-52页 |
| 3.4.3 GNSS误差分析与预处理 | 第52-53页 |
| 3.5 本章小结 | 第53-55页 |
| 第4章 基于INS/GNSS/COMPASS的组合导航EKF-CPF算法 | 第55-89页 |
| 4.1 前言 | 第55-56页 |
| 4.2 组合导航信息算法选定 | 第56-58页 |
| 4.2.1 常用信息融合算法 | 第56-57页 |
| 4.2.2 组合导航融合方法选定 | 第57页 |
| 4.2.3 组合导航参考坐标系 | 第57-58页 |
| 4.3 高维数EKF算法设计 | 第58-67页 |
| 4.3.1 高维数EKF状态预测过程 | 第59-63页 |
| 4.3.2 EKF方差预测过程 | 第63-64页 |
| 4.3.3 COMPASS数据融合 | 第64-65页 |
| 4.3.4 GNSS/Baro数据融合 | 第65-66页 |
| 4.3.5 TAS数据融合 | 第66-67页 |
| 4.4 组合导航EKF初始对准及方差自适应整定 | 第67-72页 |
| 4.4.1 组合导航EKF初始参数对准 | 第68-69页 |
| 4.4.2 过程噪声方差矩阵Q的整定 | 第69-70页 |
| 4.4.3 量测噪声方差矩阵R的整定 | 第70-72页 |
| 4.5 EKF-CPF动态容错算法 | 第72-74页 |
| 4.5.1 CPF监测模块设计 | 第72-74页 |
| 4.5.2 EKF-CPF动态容错方法 | 第74页 |
| 4.6 组合导航EKF-CPF仿真设计与验证 | 第74-84页 |
| 4.6.1 基于Simulink的算法仿真设计 | 第74-79页 |
| 4.6.2 EKF算法仿真数据分析 | 第79-84页 |
| 4.6.3 EKF-CPF容错算法仿真验证 | 第84页 |
| 4.7 实测组合导航EKF-CPF姿态解算精度与实时性 | 第84-87页 |
| 4.8 本章小结 | 第87-89页 |
| 第5章 CQ-12无人机飞行控制系统与容错方法 | 第89-123页 |
| 5.1 前言 | 第89-90页 |
| 5.2 基于Backstepping的姿态控制器设计 | 第90-106页 |
| 5.2.1 Backstepping算法设计思路 | 第90-93页 |
| 5.2.2 无人机姿态控制算法设计 | 第93-96页 |
| 5.2.3 指令滤波简化姿态控制器 | 第96-98页 |
| 5.2.4 姿态控制器的仿真与实测 | 第98-106页 |
| 5.3 基于ADRC的位置控制器设计 | 第106-114页 |
| 5.3.1 位置控制器设计过程 | 第106-109页 |
| 5.3.2 位置与姿态控制器结合的仿真与实测 | 第109-114页 |
| 5.4 故障检测与容错控制器设计 | 第114-121页 |
| 5.4.1 执行机构故障源分析 | 第114页 |
| 5.4.2 故障建模与故障检测方法 | 第114-116页 |
| 5.4.3 标称器与自适应逼近器结合的容错控制 | 第116-118页 |
| 5.4.4 容错控制器仿真实验 | 第118-121页 |
| 5.5 本章小结 | 第121-123页 |
| 第6章 总结与展望 | 第123-129页 |
| 6.1 论文总结与主要创新 | 第123-125页 |
| 6.2 进一步工作与展望 | 第125-129页 |
| 参考文献 | 第129-137页 |
| 致谢 | 第137-139页 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 | 第139页 |
