无人机自主飞行控制系统设计
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第10-15页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 | 第11-14页 |
| 1.2.1 四旋翼无人机国外研究现状 | 第11-13页 |
| 1.2.2 自主飞行控制技术国内外研究现状 | 第13-14页 |
| 1.3 主要研究内容及结构安排 | 第14-15页 |
| 2 无人机动力学建模及总体设计 | 第15-25页 |
| 2.1 飞行原理及动力学模型建立 | 第15-22页 |
| 2.1.1 无人机结构和飞行原理 | 第15-17页 |
| 2.1.2 坐标系选取及转换关系 | 第17-19页 |
| 2.1.3 力学分析及动力学模型建立 | 第19-22页 |
| 2.2 无人机系统总体设计 | 第22-24页 |
| 2.2.1 无人机硬件总体设计 | 第23页 |
| 2.2.2 无人机软件总体设计 | 第23-24页 |
| 2.3 本章小结 | 第24-25页 |
| 3 无人机飞行控制系统软硬件设计 | 第25-40页 |
| 3.1 硬件系统设计 | 第25-32页 |
| 3.1.1 硬件系统需求及方案设计 | 第25-26页 |
| 3.1.2 微控制器模块设计 | 第26-27页 |
| 3.1.3 姿态检测单元设计 | 第27-28页 |
| 3.1.4 位置检测模块设计 | 第28-29页 |
| 3.1.5 无刷电机及驱动选型 | 第29-30页 |
| 3.1.6 通信模块设计 | 第30-31页 |
| 3.1.7 电池电量检测电路设计 | 第31页 |
| 3.1.8 RS232通信设计 | 第31-32页 |
| 3.1.9 电源模块设计 | 第32页 |
| 3.2 无人机软件系统设计 | 第32-39页 |
| 3.2.1 软件系统方案设计 | 第32-34页 |
| 3.2.2 系统初始化 | 第34页 |
| 3.2.3 通信模块软件设计 | 第34-35页 |
| 3.2.4 GPS模块软件设计 | 第35-36页 |
| 3.2.5 控制模块设计 | 第36-39页 |
| 3.3 本章小结 | 第39-40页 |
| 4 无人机姿态解算及控制算法研究 | 第40-59页 |
| 4.1 姿态解算算法研究 | 第40-51页 |
| 4.1.1 传感器标定 | 第40-41页 |
| 4.1.2 基于四元数和卡尔曼滤波的算法研究 | 第41-49页 |
| 4.1.3 高度信息融合算法研究 | 第49-51页 |
| 4.2 飞行控制算法设计 | 第51-58页 |
| 4.2.1 飞行控制过程及结构分析 | 第51-52页 |
| 4.2.2 PID控制算法 | 第52页 |
| 4.2.3 位置控制器设计 | 第52-53页 |
| 4.2.4 姿态控制器设计 | 第53-56页 |
| 4.2.5 控制算法仿真及分析 | 第56-58页 |
| 4.3 本章小结 | 第58-59页 |
| 5 无人机飞行控制系统测试 | 第59-65页 |
| 5.1 PID参数调节 | 第59-61页 |
| 5.2 姿态测试实验 | 第61-63页 |
| 5.3 自主飞行实验 | 第63-64页 |
| 5.4 本章小结 | 第64-65页 |
| 6 总结与展望 | 第65-67页 |
| 6.1 论文工作总结 | 第65页 |
| 6.2 未来展望 | 第65-67页 |
| 附录 | 第67-68页 |
| 附件一:飞行控制系统电路原理图 | 第67-68页 |
| 参考文献 | 第68-72页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 | 第72-73页 |
| 致谢 | 第73-74页 |
