| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4页 |
| 第1章 绪论 | 第8-16页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第8-9页 |
| 1.2 四旋翼飞行器发展历史及国内外研究现状 | 第9-15页 |
| 1.2.1 四旋翼飞行器的发展历史及研究现状 | 第9-14页 |
| 1.2.2 四旋翼飞行器模型建立、控制方法研究现状 | 第14页 |
| 1.2.3 四旋翼飞行器姿态测量方法研究现状 | 第14-15页 |
| 1.3 本文的主要内容和结构安排 | 第15-16页 |
| 第2章 四旋翼飞行器运动建模 | 第16-29页 |
| 2.1 引言 | 第16-17页 |
| 2.2 四旋翼飞行器姿态的描述 | 第17-22页 |
| 2.2.1 参考坐标系的选取 | 第17页 |
| 2.2.2 姿态的描述方法 | 第17-22页 |
| 2.3 四旋翼飞行器受力/力矩分析 | 第22-23页 |
| 2.4 四旋翼飞行器飞行原理分析 | 第23-26页 |
| 2.5 四旋翼飞行器运动建模 | 第26-28页 |
| 2.5.1 线性位置运动学建模 | 第27页 |
| 2.5.2 姿态角度运动学建模 | 第27-28页 |
| 2.6 本章小结 | 第28-29页 |
| 第3章 四旋翼飞行器平台的总体设计 | 第29-42页 |
| 3.1 引言 | 第29页 |
| 3.2 飞行器平台的总体设计 | 第29-30页 |
| 3.3 飞行器各个组成部分的选型及设计 | 第30-32页 |
| 3.3.1 机架的选型及介绍 | 第30页 |
| 3.3.2 电调、电机、电池、旋翼的选型及介绍 | 第30-31页 |
| 3.3.3 遥控器的选型及介绍 | 第31页 |
| 3.3.4 地面站的构造 | 第31-32页 |
| 3.4 飞行器飞控板的设计 | 第32-41页 |
| 3.4.1 飞控板的总体设计 | 第32页 |
| 3.4.2 处理器的选型及介绍 | 第32-33页 |
| 3.4.3 最小系统设计 | 第33-36页 |
| 3.4.4 九轴传感器MPU9150的介绍及软硬件设计 | 第36-37页 |
| 3.4.5 气压高度计MS5611的介绍及软硬件设计 | 第37页 |
| 3.4.6 GPS模块的介绍及软硬件设计 | 第37-38页 |
| 3.4.7 摄像头的介绍及软硬件设计 | 第38页 |
| 3.4.8 无线模块的介绍及软硬件设计 | 第38-39页 |
| 3.4.9 SD卡接口介绍及软硬件设计 | 第39-40页 |
| 3.4.10 串口转USB接口设计 | 第40页 |
| 3.4.11 输入捕获与输出比较设计 | 第40-41页 |
| 3.5 本章小结 | 第41-42页 |
| 第4章 四旋翼飞行器姿态测量方法 | 第42-55页 |
| 4.1 引言 | 第42页 |
| 4.2 姿态解算的总体过程 | 第42-43页 |
| 4.3 传感器的校正 | 第43-47页 |
| 4.3.1 陀螺仪的校正 | 第43-45页 |
| 4.3.2 加速度计的校正 | 第45页 |
| 4.3.3 电子罗盘的校正 | 第45-47页 |
| 4.4 前置低通滤波器设计 | 第47页 |
| 4.5 加速度计和电子罗盘计算姿态原理分析 | 第47-48页 |
| 4.6 姿态融合算法研究 | 第48-54页 |
| 4.6.1 姿态插值法 | 第48-51页 |
| 4.6.2 梯度下降法 | 第51-53页 |
| 4.6.3 互补滤波法 | 第53-54页 |
| 4.6.4 三种姿态融合方法的对比 | 第54页 |
| 4.7 本章小结 | 第54-55页 |
| 第5章 四旋翼飞行器控制算法设计 | 第55-67页 |
| 5.1 引言 | 第55页 |
| 5.2 四旋翼飞行器控制算法总体设计 | 第55-56页 |
| 5.3 内环姿态控制算法设计 | 第56-66页 |
| 5.3.1 姿态跟踪动力学、运动学模型的建立 | 第56-57页 |
| 5.3.2 干扰观测器设计 | 第57-59页 |
| 5.3.3 基于干扰观测器的自适应滑模控制器设计 | 第59-61页 |
| 5.3.4 仿真分析 | 第61-66页 |
| 5.4 外环位置控制设计 | 第66页 |
| 5.5 本章小结 | 第66-67页 |
| 结论 | 第67-68页 |
| 参考文献 | 第68-73页 |
| 致谢 | 第73页 |
