| 摘要 | 第5-7页 |
| abstract | 第7-8页 |
| 致谢 | 第9-16页 |
| 1 绪论 | 第16-25页 |
| 1.1 引言 | 第16页 |
| 1.2 四旋翼飞行器的国内外发展情况及应用范围 | 第16-21页 |
| 1.2.1 四旋翼飞行器的国内外发展现状 | 第16-21页 |
| 1.2.2 四旋翼飞行器的应用范围 | 第21页 |
| 1.3 课题涉及的关键技术 | 第21-24页 |
| 1.3.1 四旋翼飞行器动力学建模技术 | 第21-22页 |
| 1.3.2 四旋翼飞行器导航技术 | 第22-23页 |
| 1.3.3 四旋翼飞行器飞行控制算法 | 第23页 |
| 1.3.4 动力技术研究 | 第23-24页 |
| 1.4 本文主要研究内容及章节安排 | 第24页 |
| 1.5 本章小结 | 第24-25页 |
| 2 四旋翼飞行器总体结构设计 | 第25-34页 |
| 2.1 控制系统总体设计准则 | 第25页 |
| 2.2 四旋翼飞行器结构简介 | 第25-26页 |
| 2.3 控制系统总体结构设计 | 第26-27页 |
| 2.4 元器件选型 | 第27-33页 |
| 2.4.1 主控芯片选型 | 第27-30页 |
| 2.4.2 姿态模块选型 | 第30-31页 |
| 2.4.3 电子罗盘选型 | 第31-32页 |
| 2.4.4 气压计选型 | 第32-33页 |
| 2.4.5 GPS模块选型 | 第33页 |
| 2.5 本章小结 | 第33-34页 |
| 3 四旋翼飞行器的飞行原理及动力学建模 | 第34-46页 |
| 3.1 四旋翼飞行器结构与飞行原理 | 第34-35页 |
| 3.2 四旋翼飞行器数学模型建立 | 第35-45页 |
| 3.2.1 旋翼空气动力学模型建立 | 第35-37页 |
| 3.2.2 电机模型的建立 | 第37页 |
| 3.2.3 机体模型的建立 | 第37-38页 |
| 3.2.4 四旋翼飞行器运动学模型的建立 | 第38-45页 |
| 3.3 本章小结 | 第45-46页 |
| 4 四旋翼飞行器飞行控制律设计及仿真 | 第46-60页 |
| 4.1 控制系统的任务 | 第46-47页 |
| 4.2 四旋翼飞行器飞行控制律设计 | 第47-50页 |
| 4.2.1 经典PID控制及其优缺点 | 第47-49页 |
| 4.2.2 新型非线性PID控制 | 第49-50页 |
| 4.3 四旋翼飞行器定点飞行控制算法仿真 | 第50-56页 |
| 4.3.1 模型线性化处理 | 第50-52页 |
| 4.3.2 定点飞行控制器总体设计 | 第52页 |
| 4.3.3 双闭环控制器设计 | 第52-56页 |
| 4.4 四旋翼飞行器定高悬停控制算法设计及仿真 | 第56-59页 |
| 4.4.1 基于经典PID控制设计的定高悬停控制算法 | 第56-57页 |
| 4.4.2 改进的定高悬停PID控制策略 | 第57-59页 |
| 4.5 本章小结 | 第59-60页 |
| 5 四旋翼飞行器导航系统软件设计 | 第60-74页 |
| 5.1 姿态传感器背景知识 | 第60-62页 |
| 5.1.1 加速度计的原理 | 第60-61页 |
| 5.1.2 磁力计的原理 | 第61-62页 |
| 5.1.3 陀螺仪的原理 | 第62页 |
| 5.2 四旋翼飞行器姿态检测系统设计 | 第62-69页 |
| 5.2.1 传感器原始数据预处理 | 第63-64页 |
| 5.2.2 初始姿态角计算 | 第64-65页 |
| 5.2.3 姿态矩阵 | 第65-66页 |
| 5.2.4 基于四元数的姿态更新算法设计 | 第66-68页 |
| 5.2.5 姿态数据融合及修正 | 第68-69页 |
| 5.3 GPS导航 | 第69-71页 |
| 5.3.1 GPS定位原理 | 第69-70页 |
| 5.3.2 GPS导航系统设计 | 第70页 |
| 5.3.3 四旋翼飞行器导航程序设计 | 第70-71页 |
| 5.4 四旋翼飞行器地面站软件设计 | 第71-72页 |
| 5.4.1 C | 第71页 |
| 5.4.2 串口通信 | 第71-72页 |
| 5.4.3 地面站总体结构设计 | 第72页 |
| 5.5 本章小结 | 第72-74页 |
| 6 四旋翼飞行器软件测试及场外实验 | 第74-79页 |
| 6.1 地面站软件测试 | 第74-76页 |
| 6.1.1 飞行器参数模块测试 | 第74-75页 |
| 6.1.2 航点写入模块测试 | 第75-76页 |
| 6.2 场外飞行试验 | 第76-78页 |
| 6.3 实验结果分析 | 第78页 |
| 6.4 本章小结 | 第78-79页 |
| 7 结论与展望 | 第79-81页 |
| 7.1 结论 | 第79-80页 |
| 7.2 展望 | 第80-81页 |
| 参考文献 | 第81-84页 |
| 作者简历 | 第84页 |