| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-7页 |
| 第一章 绪论 | 第13-21页 |
| 1.1 引言 | 第13页 |
| 1.2 课题的研究背景及意义 | 第13-15页 |
| 1.3 四旋翼飞行控制器的研究与应用现状 | 第15-19页 |
| 1.3.1 四旋翼飞行控制器的国外研究及应用现状 | 第15-17页 |
| 1.3.2 四旋翼飞行控制器的国内研究及应用现状 | 第17-19页 |
| 1.4 课题研究的主要内容 | 第19-20页 |
| 1.5 本章小结 | 第20-21页 |
| 第二章 四旋翼飞行器的运动原理及数学模型 | 第21-33页 |
| 2.1 四旋翼飞行器简介 | 第21-22页 |
| 2.2 四旋翼飞行器的运动方式 | 第22-26页 |
| 2.2.1 垂直运动 | 第22-23页 |
| 2.2.2 俯仰运动 | 第23页 |
| 2.2.3 滚转运动 | 第23-24页 |
| 2.2.4 偏航运动 | 第24-25页 |
| 2.2.5 前后运动 | 第25页 |
| 2.2.6 侧向运动 | 第25-26页 |
| 2.3 四旋翼飞行器的数学模型 | 第26-31页 |
| 2.3.1 坐标系的建立 | 第26-27页 |
| 2.3.2 姿态角 | 第27-28页 |
| 2.3.3 数学模型的建立 | 第28-31页 |
| 2.4 本章小结 | 第31-33页 |
| 第三章 四旋翼飞行控制器硬件组成 | 第33-47页 |
| 3.1 控制器硬件电路的总体设计 | 第33-34页 |
| 3.2 单片机最小系统 | 第34-36页 |
| 3.2.1 LM4F120H5QR简介 | 第34-35页 |
| 3.2.2 LM4F120H5QR单片机最小系统 | 第35-36页 |
| 3.3 电源电路 | 第36-37页 |
| 3.4 姿态角测量传感器电路 | 第37-40页 |
| 3.5 高度测量传感器电路 | 第40-42页 |
| 3.6 无刷直流电机驱动电路 | 第42-43页 |
| 3.7 摄像头模块电路 | 第43-44页 |
| 3.8 SD卡模块电路 | 第44-46页 |
| 3.9 本章小结 | 第46-47页 |
| 第四章 四旋翼飞行控制器软件设计 | 第47-59页 |
| 4.1 开发环境简介 | 第47-48页 |
| 4.2 系统主程序设计 | 第48-49页 |
| 4.3 系统初始化 | 第49-51页 |
| 4.4 加速度角速度数据采集 | 第51-53页 |
| 4.5 超声波传感器数据采集 | 第53-54页 |
| 4.6 摄像头数据采集及存储 | 第54-58页 |
| 4.6.1 文件系统FATFS简介 | 第54-55页 |
| 4.6.2 BMP图像简介 | 第55-56页 |
| 4.6.3 图像采集存储程序 | 第56-58页 |
| 4.7 姿态角控制算法 | 第58页 |
| 4.8 无刷电机驱动程序 | 第58页 |
| 4.9 本章小结 | 第58-59页 |
| 第五章 四旋翼飞行控制器的主要控制算法 | 第59-79页 |
| 5.1 姿态角融合算法 | 第59-65页 |
| 5.1.1 卡尔曼滤波算法简介 | 第59-61页 |
| 5.1.2 卡尔曼滤波在姿态角融合中的应用 | 第61-65页 |
| 5.2 姿态角控制算法 | 第65-77页 |
| 5.2.1 模糊PID算法简介 | 第66-67页 |
| 5.2.2 模糊自适应PID在姿态角控制中的应用 | 第67-74页 |
| 5.2.3 基于matlab的姿态角控制算法的仿真 | 第74-77页 |
| 5.3 本章小结 | 第77-79页 |
| 第六章 实验调试 | 第79-83页 |
| 6.1 实验调试过程 | 第79-82页 |
| 6.2 本章小结 | 第82-83页 |
| 第七章 结论与展望 | 第83-85页 |
| 7.1 本文总结 | 第83页 |
| 7.2 展望 | 第83-85页 |
| 参考文献 | 第85-89页 |
| 致谢 | 第89-91页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 | 第91页 |