基于微惯性组合的旋翼飞行器姿态检测及控制算法研究
| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-20页 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 | 第11-13页 |
| 1.1.1 课题研究背景 | 第11-12页 |
| 1.1.2 课题研究内容与意义 | 第12-13页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第13-18页 |
| 1.2.1 微惯性测量单元的发展及现状 | 第14-15页 |
| 1.2.2 姿态估计算法的现状及趋势 | 第15-16页 |
| 1.2.3 控制算法的研究现状及趋势 | 第16-18页 |
| 1.3 论文结构 | 第18-20页 |
| 第二章 理论基础介绍 | 第20-30页 |
| 2.1 MEMS传感器技术 | 第20-22页 |
| 2.1.1 微机械陀螺仪 | 第20-21页 |
| 2.1.2 微机械加速度计 | 第21-22页 |
| 2.2 卡尔曼滤波 | 第22-24页 |
| 2.2.1 滤波方程 | 第22-23页 |
| 2.2.2 连续系统的离散化及推导 | 第23-24页 |
| 2.3 SINS原理 | 第24-27页 |
| 2.3.1 坐标系定义及变换 | 第25-26页 |
| 2.3.2 四元数与姿态更新 | 第26-27页 |
| 2.4 PID控制 | 第27-29页 |
| 2.4.1 PID控制算法 | 第28页 |
| 2.4.2 数字PID控制器 | 第28-29页 |
| 2.5 本章小结 | 第29-30页 |
| 第三章 旋翼飞行器模型建立及分析 | 第30-45页 |
| 3.1 旋翼无人机飞行原理及建模 | 第30-34页 |
| 3.1.1 四旋翼无人机飞行原理 | 第30-32页 |
| 3.1.2 四旋翼飞行器受力分析及运动模型 | 第32-34页 |
| 3.2 微惯导器件误差研究以及建模 | 第34-44页 |
| 3.2.1 加速度计误差模型 | 第34-36页 |
| 3.2.2 加速度计标定算法的构造 | 第36-39页 |
| 3.2.3 陀螺仪误差模型 | 第39-41页 |
| 3.2.4 陀螺仪标定算法的构造 | 第41-44页 |
| 3.3 本章小结 | 第44-45页 |
| 第四章 姿态解算算法设计及实现 | 第45-55页 |
| 4.1 整体实现方法 | 第45页 |
| 4.2 姿态角估计 | 第45-47页 |
| 4.2.1 陀螺仪姿态更新算法 | 第45-46页 |
| 4.2.2 加速度和磁力计定姿算法 | 第46-47页 |
| 4.3 改进型卡尔曼滤波的数据源整合 | 第47-50页 |
| 4.4 定姿的仿真分析 | 第50-54页 |
| 4.5 本章小结 | 第54-55页 |
| 第五章 姿态控制算法设计及实现 | 第55-65页 |
| 5.1 整体实现方法 | 第55-56页 |
| 5.2 基于简化模型的串级PID控制算法 | 第56-58页 |
| 5.3 基于遗传算法PID设计 | 第58-61页 |
| 5.4 控制器仿真分析 | 第61-64页 |
| 5.5 本章小结 | 第64-65页 |
| 第六章 系统方案与硬件设计实现 | 第65-78页 |
| 6.1 系统设计目标 | 第65页 |
| 6.2 硬件设计及成本控制 | 第65-68页 |
| 6.3 软件流程设计及实现 | 第68-70页 |
| 6.4 系统实验 | 第70-77页 |
| 6.4.1 实验平台概述 | 第70-73页 |
| 6.4.2 实验方案设计 | 第73-76页 |
| 6.4.3 实验结果与分析 | 第76-77页 |
| 6.5 本章小结 | 第77-78页 |
| 第七章 总结及展望 | 第78-80页 |
| 7.1 全文总结 | 第78-79页 |
| 7.2 工作展望 | 第79-80页 |
| 致谢 | 第80-81页 |
| 参考文献 | 第81-85页 |
