| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-17页 |
| 1.1 课题背景 | 第11-12页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第12-13页 |
| 1.3 四旋翼无人机的控制方法 | 第13-15页 |
| 1.4 本论文的研究内容和结构 | 第15-17页 |
| 第二章 四旋翼无人机的飞行机理研究 | 第17-23页 |
| 2.1 四旋翼无人机的整体结构 | 第17-20页 |
| 2.1.1 飞行控制系统的硬件总体架构 | 第17-19页 |
| 2.1.2 飞行控制流程图设计 | 第19-20页 |
| 2.2 四旋翼无人机的控制原理 | 第20-22页 |
| 2.3 本章小结 | 第22-23页 |
| 第三章 四旋翼无人机的动力学模型建立 | 第23-30页 |
| 3.1 机体的姿态表示 | 第23-25页 |
| 3.1.1 坐标系的定义 | 第23页 |
| 3.1.2 姿态角的定义 | 第23-24页 |
| 3.1.3 地面坐标系到机体坐标系的方向余弦矩阵 | 第24-25页 |
| 3.2 四旋翼无人机动力学模型 | 第25-29页 |
| 3.2.1 飞行器质心运动的一般动力学方程 | 第25-27页 |
| 3.2.2 飞行器转动运动的一般动力学方程 | 第27-29页 |
| 3.3 本章小结 | 第29-30页 |
| 第四章 基于模型线性化的PID控制器设计 | 第30-41页 |
| 4.1 经典PID控制算法 | 第30页 |
| 4.2 小扰动线性化方程 | 第30-35页 |
| 4.2.1 基于小扰动法的方程线性化处理 | 第30-32页 |
| 4.2.2 飞行器的纵向运动方程组 | 第32-34页 |
| 4.2.3 飞行器的横向运动方程组 | 第34-35页 |
| 4.3 PID控制器设计 | 第35-37页 |
| 4.4 系统仿真分析 | 第37-40页 |
| 4.4.1 仿真平台搭建 | 第37-38页 |
| 4.4.2 四旋翼无人机模型的仿真分析 | 第38-40页 |
| 4.5 本章小结 | 第40-41页 |
| 第五章 基于自适应反步法的控制器设计 | 第41-65页 |
| 5.1 Lyapunov稳定性理论 | 第41-42页 |
| 5.1.1 Lyapunov稳定性定义 | 第41页 |
| 5.1.2 Lyapunov稳定性判定 | 第41-42页 |
| 5.2 反步法设计原理 | 第42-44页 |
| 5.2.1 严格反馈控制系统 | 第42-43页 |
| 5.2.2 非线性系统中反步法控制器构造原理 | 第43-44页 |
| 5.3 基于反步法的飞行控制系统设计 | 第44-50页 |
| 5.3.1 飞行控制系统设计 | 第44-46页 |
| 5.3.2 姿态控制回路的设计 | 第46-48页 |
| 5.3.3 位置控制回路的设计 | 第48-50页 |
| 5.4 仿真结果分析及结论 | 第50-56页 |
| 5.4.1 仿真平台搭建 | 第50-52页 |
| 5.4.2 定点悬停控制仿真 | 第52-55页 |
| 5.4.3 轨迹跟踪控制仿真 | 第55-56页 |
| 5.5 基于自适应反步法控制器设计 | 第56-59页 |
| 5.6 仿真结果分析及结论 | 第59-63页 |
| 5.6.1 仿真平台搭建 | 第59页 |
| 5.6.2 悬停时控制仿真 | 第59-62页 |
| 5.6.3 噪声干扰情况下Z轴位置跟踪控制 | 第62-63页 |
| 5.7 飞行试验 | 第63-64页 |
| 5.7.1 试验前的检查 | 第63页 |
| 5.7.2 试验结果及分析 | 第63-64页 |
| 5.8 本章小结 | 第64-65页 |
| 第六章 总结与展望 | 第65-66页 |
| 致谢 | 第66-67页 |
| 参考文献 | 第67-70页 |
| 作者简介 | 第70-71页 |
| 附录一 反步法中U_1控制量的S－Function | 第71-72页 |
| 附录二 反步法中滚转角Φ的S-Function | 第72-73页 |
| 附录三 反步法中俯仰角θ的S-Function | 第73-74页 |
| 附录四 反步法中偏航角ψ的S-Function | 第74-75页 |
| 附录五 反步法中位置Z的S-Function | 第75-76页 |
| 附录六 反步法中位置X的S-Function | 第76-77页 |
| 附录七 反步法中位置Y的S-Function | 第77-78页 |
| 附录八 反步法中u_x的S-Function | 第78-79页 |
| 附录九 自适应反步法中U_z的S-Function | 第79页 |