| 摘要 | 第11-13页 |
| Abstract | 第13-14页 |
| 第一章 引言 | 第15-35页 |
| 1.1 研究背景 | 第15-19页 |
| 1.2 四旋翼无人机的研究现状 | 第19-29页 |
| 1.2.1 使用商用四旋翼直升机模型进行的研究 | 第19-23页 |
| 1.2.2 自主设计的四旋翼原型机 | 第23-26页 |
| 1.2.3 我国在四旋翼无人机方面的研究 | 第26-29页 |
| 1.3 四旋翼无人机控制技术综述 | 第29-32页 |
| 1.4 本文主要研究内容和结构 | 第32-35页 |
| 第二章 四旋翼无人机的动力学模型 | 第35-63页 |
| 2.1 四旋翼无人机的动力学模型 | 第35-46页 |
| 2.1.1 坐标系和坐标变换 | 第35-36页 |
| 2.1.2 四旋翼无人机的机身运动学 | 第36-37页 |
| 2.1.3 四旋翼无人机的机身动力学 | 第37-40页 |
| 2.1.4 旋翼的空气动力学 | 第40-45页 |
| 2.1.5 四旋翼无人机的动力学模型分析 | 第45-46页 |
| 2.2 单位四元数表示姿态 | 第46-51页 |
| 2.2.1 单位四元数的群结构 | 第47-48页 |
| 2.2.2 单位四元数表示空间旋转 | 第48-49页 |
| 2.2.3 单位四元数的对数 | 第49-50页 |
| 2.2.4 单位四元数的李代数 | 第50-51页 |
| 2.3 基于单位四元数的四旋翼无人机姿态模型和干扰分析 | 第51-53页 |
| 2.4 四旋翼无人机姿态测试平台及其主要参数 | 第53-61页 |
| 2.4.1 四旋翼无人机姿态测试平台设计 | 第53-56页 |
| 2.4.2 平台参数 | 第56-61页 |
| 2.5 本章小结 | 第61-63页 |
| 第三章 四旋翼无人机几何滑模姿态控制器 | 第63-85页 |
| 3.1 滑模控制理论基础 | 第63-66页 |
| 3.2 基于单位四元数的滑模姿态控制器设计 | 第66-70页 |
| 3.2.1 控制对象 | 第66-67页 |
| 3.2.2 误差变量的选取 | 第67-68页 |
| 3.2.3 滑模面的选取 | 第68-69页 |
| 3.2.4 控制器设计 | 第69-70页 |
| 3.3 几何滑模姿态控制器的稳定性证明 | 第70-80页 |
| 3.3.1 控制李雅普诺夫函数和逆最优定理 | 第70-71页 |
| 3.3.2 几何滑模姿态控制器的稳定性证明 | 第71-75页 |
| 3.3.3 几何滑模姿态控制器的稳定特性 | 第75-77页 |
| 3.3.4 几何滑模姿态控制器的最速特性 | 第77-80页 |
| 3.4 实验 | 第80-83页 |
| 3.5 本章小结 | 第83-85页 |
| 第四章 四旋翼无人机姿态的几何滑模观测器 | 第85-103页 |
| 4.1 基于单位四元数的滑模姿态观测器 | 第86-92页 |
| 4.1.1 问题描述 | 第86-88页 |
| 4.1.2 基于乘法校正的滑模观测器 | 第88-92页 |
| 4.2 基于单位四元数李群结构的观测器设计框架 | 第92-95页 |
| 4.2.1 数值积分的李群方法 | 第92-94页 |
| 4.2.2 凯莱映射 | 第94页 |
| 4.2.3 基于李群方法的观测器设计框架 | 第94-95页 |
| 4.3 四旋翼无人机姿态的几何滑模观测器 | 第95-98页 |
| 4.4 实验 | 第98-102页 |
| 4.4.1 几何滑模观测器的角速度估计实验 | 第98-101页 |
| 4.4.2 基于几何滑模观测器估计的角速度进行姿态控制实验 | 第101-102页 |
| 4.5 本章小结 | 第102-103页 |
| 第五章 几何滑模控制器的抗干扰性能及改进 | 第103-113页 |
| 5.1 问题描述 | 第103-105页 |
| 5.2 几何滑模姿态控制器的抗干扰性能 | 第105-107页 |
| 5.3 几何滑模干扰观测器 | 第107-110页 |
| 5.3.1 几何滑模干扰观测器设计 | 第108-109页 |
| 5.3.2 几何滑模干扰观测器对输入干扰力矩的估计 | 第109-110页 |
| 5.4 SMC/SMDO结构的二自由度鲁棒控制器 | 第110-111页 |
| 5.5 本章小结 | 第111-113页 |
| 第六章结论与展望 | 第113-115页 |
| 6.1 论文工作总结 | 第113-114页 |
| 6.2 论文工作展望 | 第114-115页 |
| 致谢 | 第115-117页 |
| 参考文献 | 第117-129页 |
| 作者在学期间取得的学术成果 | 第129页 |
