四旋翼无人机自主飞行控制器研制
| 中文摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 第1章 绪论 | 第9-16页 |
| 1.1 课题背景与意义 | 第9页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第9-14页 |
| 1.3 本文的主要研究工作 | 第14-16页 |
| 第2章 四旋翼无人机运动原理及模型 | 第16-25页 |
| 2.1 四旋翼无人机运动原理简介 | 第16-17页 |
| 2.2 空间坐标系及坐标转换 | 第17-20页 |
| 2.2.1 坐标系定义 | 第17-18页 |
| 2.2.2 坐标系转换 | 第18-20页 |
| 2.3 四旋翼无人机运动模型 | 第20-24页 |
| 2.3.1 螺旋桨模型 | 第20-21页 |
| 2.3.2 无人机机体转动模型 | 第21页 |
| 2.3.3 无人机运动方程 | 第21-24页 |
| 2.4 小结 | 第24-25页 |
| 第3章 四旋翼无人机系统设计 | 第25-33页 |
| 3.1 无人机系统设计 | 第25页 |
| 3.2 硬件平台构建 | 第25-32页 |
| 3.2.1 四旋翼本体 | 第27页 |
| 3.2.2 微控制器 | 第27-28页 |
| 3.2.3 电子罗盘 | 第28-30页 |
| 3.2.4 惯性测量模块 | 第30-31页 |
| 3.2.5 GPS模块 | 第31页 |
| 3.2.6 电源电路设计 | 第31-32页 |
| 3.2.7 执行模块设计 | 第32页 |
| 3.3 小结 | 第32-33页 |
| 第4章 四旋翼飞行器控制算法 | 第33-52页 |
| 4.1 四元数解算 | 第34-41页 |
| 4.1.1 姿态的四元数表示 | 第34-36页 |
| 4.1.2 四元数微分方程求解 | 第36-38页 |
| 4.1.3 四元数姿态解算实现 | 第38-41页 |
| 4.2 卡尔曼滤波器设计 | 第41-45页 |
| 4.2.1 Kalman滤波器 | 第41-43页 |
| 4.2.2 Kalman滤波实现 | 第43-45页 |
| 4.3 基于PID的控制律设计 | 第45-50页 |
| 4.3.1 PID基本原理 | 第45-46页 |
| 4.3.2 控制系统设计 | 第46-47页 |
| 4.3.3 位置控制 | 第47-49页 |
| 4.3.4 姿态控制 | 第49-50页 |
| 4.4 导航控制 | 第50-51页 |
| 4.5 小结 | 第51-52页 |
| 第5章 飞控系统软件设计 | 第52-63页 |
| 5.1 开发环境 | 第52-53页 |
| 5.2 程序总体设计 | 第53-54页 |
| 5.3 初始化模块 | 第54页 |
| 5.4 姿态数据获取 | 第54-56页 |
| 5.4.1 模拟I2C通信 | 第54-55页 |
| 5.4.2 数据采集 | 第55-56页 |
| 5.5 位置数据获取 | 第56-60页 |
| 5.5.1 高度数据采集 | 第56-57页 |
| 5.5.2 水平位置数据采集 | 第57-60页 |
| 5.6 控制量输出 | 第60-62页 |
| 5.6.1 PWM模式设置 | 第60-61页 |
| 5.6.2 PID控制实现 | 第61-62页 |
| 5.7 小结 | 第62-63页 |
| 第6章 系统测试 | 第63-68页 |
| 6.1 单轴调试 | 第63-64页 |
| 6.2 万向轴调试 | 第64-65页 |
| 6.3 飞行测试 | 第65-67页 |
| 6.4 小结 | 第67-68页 |
| 结论 | 第68-69页 |
| 参考文献 | 第69-74页 |
| 附录 | 第74-75页 |
| 致谢 | 第75页 |
