四旋翼无人飞行器动力学建模及控制技术的研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4页 |
| 1 绪论 | 第8-17页 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 | 第8-9页 |
| 1.2 历史回顾及国内外研究现状 | 第9-15页 |
| 1.3 关键技术分析 | 第15-16页 |
| 1.4 本文的主要工作和结构安排 | 第16-17页 |
| 2 四旋翼无人飞行器的动力学模型 | 第17-31页 |
| 2.1 引言 | 第17页 |
| 2.2 飞行器的结构和基本运动形式 | 第17-21页 |
| 2.2.1 飞行器结构 | 第17-18页 |
| 2.2.2 基本运动形式 | 第18-21页 |
| 2.3 坐标系与坐标变换 | 第21-23页 |
| 2.3.1 坐标系建立 | 第21-22页 |
| 2.3.2 坐标变换 | 第22-23页 |
| 2.4 四旋翼无人飞行器动力学模型的建立 | 第23-30页 |
| 2.4.1 空气动力与力矩 | 第23-26页 |
| 2.4.2 动力学模型建立 | 第26-28页 |
| 2.4.3 模型的简化 | 第28-30页 |
| 2.5 本章小结 | 第30-31页 |
| 3 动力学模型的参数测定及控制方案设计 | 第31-41页 |
| 3.1 引言 | 第31页 |
| 3.2 动力学模型参数测定 | 第31-36页 |
| 3.2.1 转子绕转动轴的转动惯量 | 第31页 |
| 3.2.2 飞行器的转动惯量矩阵 | 第31-32页 |
| 3.2.3 旋翼升力总系数测定 | 第32-34页 |
| 3.2.4 旋翼扭矩总系数测定 | 第34-36页 |
| 3.3 四旋翼无人飞行器的控制方案设计 | 第36-40页 |
| 3.3.1 PID控制 | 第36-38页 |
| 3.3.2 控制方案设计分析 | 第38-40页 |
| 3.4 本章小结 | 第40-41页 |
| 4 四旋翼无人飞行器硬件平台搭建 | 第41-54页 |
| 4.1 引言 | 第41页 |
| 4.2 系统硬件总体设计 | 第41-42页 |
| 4.3 微控制器模块 | 第42页 |
| 4.4 航姿传感器模块 | 第42-45页 |
| 4.4.1 航姿传感器的必要性分析 | 第42-43页 |
| 4.4.2 陀螺仪和加速度计 | 第43-45页 |
| 4.4.3 电子罗盘 | 第45页 |
| 4.5 全球定位模块 | 第45-48页 |
| 4.5.1 GPS定位模块 | 第45-47页 |
| 4.5.2 气压传感器 | 第47-48页 |
| 4.6 电机控制模块 | 第48-50页 |
| 4.6.1 无刷直流电机 | 第48页 |
| 4.6.2 电子调速器 | 第48-49页 |
| 4.6.3 螺旋桨 | 第49-50页 |
| 4.7 地面遥控监测模块 | 第50-53页 |
| 4.7.1 遥控器和接收机 | 第50-51页 |
| 4.7.2 无线通信模块 | 第51-53页 |
| 4.8 本章小结 | 第53-54页 |
| 5 四旋翼无人飞行器软件设计及实验 | 第54-76页 |
| 5.1 系统软件总体设计 | 第54-56页 |
| 5.2 姿态融合算法 | 第56-66页 |
| 5.2.1 航姿传感器数据预处理 | 第56-58页 |
| 5.2.2 互补融合滤波算法 | 第58-66页 |
| 5.3 GPS和气压传感器数据处理 | 第66-70页 |
| 5.3.1 GPS数据解析 | 第66-67页 |
| 5.3.2 气压传感器数据处理 | 第67-70页 |
| 5.4 地面站通信设计 | 第70-72页 |
| 5.4.1 遥控信号处理 | 第70-71页 |
| 5.4.2 无线通信与上位机 | 第71-72页 |
| 5.5 室外飞行实验 | 第72-75页 |
| 5.6 本章小结 | 第75-76页 |
| 6 总结与展望 | 第76-78页 |
| 致谢 | 第78-79页 |
| 参考文献 | 第79-81页 |
