| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 1 绪论 | 第11-17页 |
| 1.1 概述 | 第11-12页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第12-14页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第12-13页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第13页 |
| 1.2.3 四旋翼飞行器的发展趋势 | 第13-14页 |
| 1.3 四旋翼飞行器的控制方法 | 第14-15页 |
| 1.4 本文主要研究内容 | 第15-17页 |
| 2 四旋翼飞行器设计 | 第17-35页 |
| 2.1 需求分析 | 第17-19页 |
| 2.2 硬件总体设计 | 第19-20页 |
| 2.3 嵌入式系统设计 | 第20-30页 |
| 2.3.1 主要元件选型 | 第20-24页 |
| 2.3.2 硬件设计 | 第24-28页 |
| 2.3.3 软件流程设计 | 第28-30页 |
| 2.4 实验平台测试 | 第30-33页 |
| 2.5 本章小结 | 第33-35页 |
| 3 四旋翼飞行器建模 | 第35-45页 |
| 3.1 飞行原理 | 第35-37页 |
| 3.2 四旋翼飞行器非线性和线性模型 | 第37-40页 |
| 3.2.1 四旋翼飞行器非线性模型 | 第37-39页 |
| 3.2.2 四旋翼飞行器线性模型 | 第39-40页 |
| 3.3 姿态角建模 | 第40-42页 |
| 3.4 模型辨识 | 第42-44页 |
| 3.5 本章小结 | 第44-45页 |
| 4 航姿参考系统设计 | 第45-57页 |
| 4.1 相关理论介绍 | 第45-51页 |
| 4.1.1 常用坐标系 | 第45-46页 |
| 4.1.2 欧拉角 | 第46-47页 |
| 4.1.3 坐标转换 | 第47-48页 |
| 4.1.4 四元数介绍 | 第48-49页 |
| 4.1.5 卡尔曼滤波器介绍 | 第49-51页 |
| 4.2 基于互补滤波算法的航姿参考系统实现 | 第51-52页 |
| 4.3 基于四元数的扩展卡尔曼滤波器航姿参考系统实现 | 第52-54页 |
| 4.4 两种算法比较 | 第54-56页 |
| 4.5 本章小结 | 第56-57页 |
| 5 四旋翼飞行器控制算法研究 | 第57-71页 |
| 5.1 相关理论介绍 | 第57-62页 |
| 5.1.1 最优控制理论 | 第57-60页 |
| 5.1.2 PID控制方法 | 第60-62页 |
| 5.2 四旋翼飞行器姿态控制器设计 | 第62-65页 |
| 5.2.1 线性二次型性能指标的最优控制 | 第62-64页 |
| 5.2.2 卡尔曼滤波器设计 | 第64页 |
| 5.2.3 回路传输恢复 | 第64-65页 |
| 5.3 仿真结果与分析 | 第65-68页 |
| 5.4 PID姿态控制 | 第68-69页 |
| 5.5 本章小结 | 第69-71页 |
| 6 实验结果及分析 | 第71-75页 |
| 6.1 四旋翼飞行器姿态控制实验 | 第71-74页 |
| 6.1.1 控制器编程 | 第71-73页 |
| 6.1.2 姿态跟踪实验 | 第73-74页 |
| 6.2 本章小结 | 第74-75页 |
| 7 总结和展望 | 第75-77页 |
| 7.1 总结 | 第75页 |
| 7.2 展望 | 第75-77页 |
| 参考文献 | 第77-81页 |
| 致谢 | 第81-83页 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 | 第83页 |