基于FPGA的多旋翼飞控芯片的测试研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5页 |
| 第1章 绪论 | 第8-12页 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 | 第8-9页 |
| 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析 | 第9-11页 |
| 1.2.1 发展历史 | 第9页 |
| 1.2.2 国内外研究现状 | 第9-11页 |
| 1.3 本文的主要研究内容与章节结构 | 第11-12页 |
| 第2章 多旋翼无人机姿态算法和控制算法 | 第12-23页 |
| 2.1 导航参考系 | 第12-17页 |
| 2.1.1 地理坐标系 | 第12-13页 |
| 2.1.2 载体坐标系 | 第13-14页 |
| 2.1.3 坐标系转换 | 第14-17页 |
| 2.2 四旋翼无人机的飞行原理 | 第17-18页 |
| 2.3 姿态算法 | 第18-20页 |
| 2.4 控制算法 | 第20-22页 |
| 2.4.1 俯仰角和翻滚角的PID控制 | 第21-22页 |
| 2.4.2 航偏角的PID控制 | 第22页 |
| 2.5 本章小结 | 第22-23页 |
| 第3章 基于ARM多旋翼飞控芯片的算法测试 | 第23-38页 |
| 3.1 基于ARM测试的硬件设计 | 第23-28页 |
| 3.1.1 主要模块相关芯片和功能作用 | 第24-25页 |
| 3.1.2 ARM板卡的结构 | 第25-28页 |
| 3.2 基于ARM测试的软件设计 | 第28-33页 |
| 3.2.1 软件设计的数据更新流程 | 第28-30页 |
| 3.2.2 传感器初始化校准方法 | 第30-32页 |
| 3.2.3 重要的函数说明 | 第32-33页 |
| 3.3 上位机通信软件的设计 | 第33-34页 |
| 3.4 数据分析 | 第34-37页 |
| 3.4.1 与Matlab对比分析 | 第34-36页 |
| 3.4.2 整机试飞 | 第36-37页 |
| 3.5 本章小结 | 第37-38页 |
| 第4章 基于FPGA的多旋翼飞控芯片的测试 | 第38-65页 |
| 4.1 FPGA板卡的硬件设计 | 第38-39页 |
| 4.2 互补滤波姿态算法电路实现 | 第39-54页 |
| 4.2.1 加速度计测量误差电路的设计 | 第39-41页 |
| 4.2.2 电子罗盘测量误差电路的设计 | 第41-42页 |
| 4.2.3 陀螺仪测量误差修正电路的设计 | 第42-44页 |
| 4.2.4 四元数更新电路的设计 | 第44-45页 |
| 4.2.5 姿态转换矩阵更新电路的设计 | 第45页 |
| 4.2.6 姿态角解算电路的设计 | 第45-47页 |
| 4.2.7 姿态算法电路子模块测试 | 第47-54页 |
| 4.2.8 姿态算法电路测试结果分析 | 第54页 |
| 4.3 双环PID控制算法电路实现 | 第54-60页 |
| 4.3.1 俯仰角控制电路和翻滚角控制电路 | 第54-56页 |
| 4.3.2 航偏角控制电路 | 第56-57页 |
| 4.3.3 PID控制算法顶层控制电路 | 第57-58页 |
| 4.3.4 控制算法电路测试分析 | 第58-60页 |
| 4.4 多旋翼飞控芯片电路设计实现 | 第60-63页 |
| 4.4.1 多旋翼飞控芯片电路模块 | 第60-62页 |
| 4.4.2 芯片顶层电路测试和数据分析 | 第62-63页 |
| 4.5 FPGA板级测试 | 第63-64页 |
| 4.6 本章小结 | 第64-65页 |
| 结论 | 第65-66页 |
| 参考文献 | 第66-72页 |
| 致谢 | 第72页 |
