微小型无人直升机航姿融合和控制技术研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5页 |
| 注释表 | 第13-15页 |
| 第一章 绪论 | 第15-23页 |
| 1.1 引言 | 第15页 |
| 1.2 论文研究背景 | 第15-16页 |
| 1.3 相关技术发展概况 | 第16-19页 |
| 1.3.1 MEMS传感器发展概况 | 第16-17页 |
| 1.3.2 微惯性航姿测量系统发展概况 | 第17-18页 |
| 1.3.3 无人直升机飞行控制方法研究现状 | 第18-19页 |
| 1.4 论文主要研究内容 | 第19-21页 |
| 1.5 论文结构组织 | 第21-23页 |
| 第二章 传感器信息源分析 | 第23-33页 |
| 2.1 引言 | 第23页 |
| 2.2 微机械陀螺仪 | 第23-28页 |
| 2.2.1 微机械陀螺仪工作原理 | 第23-24页 |
| 2.2.2 性能指标 | 第24-25页 |
| 2.2.3 误差分析 | 第25-28页 |
| 2.3 加速度计 | 第28-30页 |
| 2.3.1 MEMS加速度计工作原理 | 第28-29页 |
| 2.3.2 性能指标 | 第29-30页 |
| 2.3.3 误差分析 | 第30页 |
| 2.4 磁传感器 | 第30-32页 |
| 2.4.1 磁传感器工作原理 | 第30-31页 |
| 2.4.2 性能指标 | 第31页 |
| 2.4.3 误差分析 | 第31-32页 |
| 2.5 本章小结 | 第32-33页 |
| 第三章 基于互补滤波的姿态融合算法研究 | 第33-53页 |
| 3.1 引言 | 第33页 |
| 3.2 坐标系与MUH姿态描述 | 第33-37页 |
| 3.2.1 常用坐标系描述 | 第33-34页 |
| 3.2.2 姿态角和姿态矩阵描述 | 第34-36页 |
| 3.2.3 常用MUH姿态估计方法 | 第36-37页 |
| 3.3 基于单一传感器的航姿估计方法 | 第37-43页 |
| 3.3.1 基于四元数的MEMS陀螺姿态估计方法 | 第37-41页 |
| 3.3.2 基于加速度计/磁强计的航姿估计方法 | 第41-43页 |
| 3.4 基于互补滤波的MUH航姿融合方法 | 第43-52页 |
| 3.4.1 互补滤波算法原理 | 第43-44页 |
| 3.4.2 互补滤波在MUH姿态估计中的实现 | 第44-45页 |
| 3.4.3 自适应互补滤波参数设计与实现 | 第45页 |
| 3.4.4 常规互补滤波的仿真验证 | 第45-52页 |
| 3.5 本章小结 | 第52-53页 |
| 第四章 基于卡尔曼滤波的航姿融合算法研究 | 第53-67页 |
| 4.1 引言 | 第53页 |
| 4.2 卡尔曼滤波的基本原理 | 第53-56页 |
| 4.2.1 卡尔曼滤波概述 | 第53页 |
| 4.2.2 线性离散系统的卡尔曼滤波方程 | 第53-56页 |
| 4.3 扩展卡尔曼滤波算法基本原理 | 第56-59页 |
| 4.3.1 非线性数学模型描述 | 第56页 |
| 4.3.2 非线性滤波的线性化方法 | 第56-59页 |
| 4.4 基于扩展卡尔曼滤波的MUH姿态融合实现 | 第59-61页 |
| 4.4.1 状态方程的确定 | 第59-60页 |
| 4.4.2 观测方程的确定 | 第60-61页 |
| 4.4.3 自适应Q、R阵的确定 | 第61页 |
| 4.5 仿真验证 | 第61-66页 |
| 4.6 本章小结 | 第66-67页 |
| 第五章 MUH飞行操控系统的控制律设计 | 第67-87页 |
| 5.1 引言 | 第67页 |
| 5.2 飞行操控与控制模式 | 第67-70页 |
| 5.2.1 控制模式定义 | 第67-68页 |
| 5.2.2 操纵杆功能定义 | 第68-69页 |
| 5.2.3 飞行模态定义 | 第69-70页 |
| 5.3 对象特性分析 | 第70-72页 |
| 5.3.1 稳定性分析 | 第70-71页 |
| 5.3.2 频率特性分析 | 第71-72页 |
| 5.4 MUH内环增稳控制律设计 | 第72-77页 |
| 5.4.1 纵向通道增稳控制律设计 | 第72-74页 |
| 5.4.2 横向通道增稳控制律设计 | 第74-77页 |
| 5.4.3 内环控制律设计说明 | 第77页 |
| 5.5 MUH外环指令控制律设计 | 第77-86页 |
| 5.5.1 纵横向通道控制律设计 | 第77-80页 |
| 5.5.2 高度通道控制律设计 | 第80-83页 |
| 5.5.3 航向通道控制律设计 | 第83-86页 |
| 5.6 本章小结 | 第86-87页 |
| 第六章 综合仿真与试飞验证 | 第87-101页 |
| 6.1 引言 | 第87页 |
| 6.2 综合仿真实验 | 第87-93页 |
| 6.2.1 仿真环境介绍 | 第87-88页 |
| 6.2.2 仿真验证方案 | 第88-89页 |
| 6.2.3 仿真结果和分析 | 第89-93页 |
| 6.3 试飞验证 | 第93-99页 |
| 6.3.1 试飞环境介绍 | 第93-94页 |
| 6.3.2 试飞方案和试飞过程描述 | 第94-96页 |
| 6.3.3 试飞数据和分析 | 第96-99页 |
| 6.3.4 试飞结论 | 第99页 |
| 6.4 本章小结 | 第99-101页 |
| 第七章 总结与展望 | 第101-103页 |
| 7.1 本文主要工作总结 | 第101-102页 |
| 7.2 后续工作展望 | 第102-103页 |
| 参考文献 | 第103-107页 |
| 致谢 | 第107-108页 |
| 在校期间的研究成果及发表的学术论文 | 第108页 |
