基于STM32F4的四旋翼飞行控制系统研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 第一章 绪论 | 第9-14页 |
| 1.1 四旋翼无人飞行器研究背景与意义 | 第9页 |
| 1.2 国内外的研究现状 | 第9-12页 |
| 1.2.1 国外的研究现状 | 第9-11页 |
| 1.2.2 国内的研究现状 | 第11-12页 |
| 1.3 本文的研究内容和结构安排 | 第12-14页 |
| 第二章 四旋翼飞行器的理论模型 | 第14-25页 |
| 2.1 四旋翼飞行器飞行原理 | 第14-15页 |
| 2.2 四旋翼飞行器数学模型 | 第15-21页 |
| 2.2.1 坐标系定义 | 第15-18页 |
| 2.2.2 螺旋桨力学模型 | 第18页 |
| 2.2.3 外力平衡模型 | 第18-19页 |
| 2.2.4 外力矩平衡模型 | 第19-21页 |
| 2.2.5 电学模型 | 第21页 |
| 2.3 四旋翼飞行器仿真模型 | 第21-24页 |
| 2.3.1 MATLAB仿真模型 | 第22-23页 |
| 2.3.2 飞行器的配平与线性化 | 第23-24页 |
| 2.4 本章小结 | 第24-25页 |
| 第三章 飞行器姿态反馈通道的设计 | 第25-33页 |
| 3.1 姿态解算的算法比较 | 第25页 |
| 3.2 四元数求解姿态 | 第25-26页 |
| 3.3 惯性器件的量测方程 | 第26-29页 |
| 3.3.1 陀螺仪 | 第26-27页 |
| 3.3.2 加速度传感器 | 第27-28页 |
| 3.3.3 地磁传感器 | 第28-29页 |
| 3.4 卡尔曼滤波理论 | 第29-32页 |
| 3.4.1 滤波算法比较 | 第29-30页 |
| 3.4.2 离散卡尔曼滤波基本理论 | 第30-31页 |
| 3.4.3 扩展卡尔曼滤波理论 | 第31-32页 |
| 3.5 本章小节 | 第32-33页 |
| 第四章 四旋翼飞行器控制系统 | 第33-48页 |
| 4.1 PID控制器的形式 | 第33-34页 |
| 4.2 四旋翼飞行器PID控制器分析 | 第34-39页 |
| 4.2.1 姿态和高度稳定性分析 | 第35-37页 |
| 4.2.2 角速度稳定性分析 | 第37-39页 |
| 4.3 串级控制 | 第39-42页 |
| 4.3.1 串级控制的结构 | 第39-40页 |
| 4.3.2 角度串级控制器稳定性分析 | 第40-41页 |
| 4.3.3 线位移串级控制器 | 第41-42页 |
| 4.4 四旋翼飞行控制器仿真分析 | 第42-46页 |
| 4.4.1 角速度控制的仿真结果 | 第42-44页 |
| 4.4.2 角度控制的仿真结果 | 第44-46页 |
| 4.4.3 x轴位移控制的仿真结果 | 第46页 |
| 4.5 本章小结 | 第46-48页 |
| 第五章 飞行器平台搭建及实验结果分析 | 第48-60页 |
| 5.1 飞行控制系统结构组成 | 第48-49页 |
| 5.2 主控制器及电源硬件电路 | 第49-51页 |
| 5.2.1 主控制器电路 | 第49-50页 |
| 5.2.2 电源电路 | 第50-51页 |
| 5.2.3 传感器硬件电路 | 第51页 |
| 5.3 飞行控制系统软件部分 | 第51-54页 |
| 5.3.1 系统软件流程 | 第52页 |
| 5.3.2 姿态解算 | 第52-53页 |
| 5.3.3 控制算法 | 第53-54页 |
| 5.4 飞行器系统实验 | 第54-59页 |
| 5.5 本章小结 | 第59-60页 |
| 第六章 工作总结及展望 | 第60-62页 |
| 参考文献 | 第62-64页 |
| 致谢 | 第64-65页 |
| 附录A 插图清单 | 第65-67页 |
| 附录B MATLAB仿真程序代码 | 第67-70页 |
