基于MEMS传感器的四旋翼飞行器运动控制技术研究
| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 四旋翼飞行器的研究背景及意义 | 第10-11页 |
| 1.2 四旋翼飞行器的发展历史和现状 | 第11-15页 |
| 1.2.1 四旋翼飞行器的发展历史 | 第11-12页 |
| 1.2.2 四旋翼飞行器的发展现状 | 第12-15页 |
| 1.3 四旋翼飞行器的关键技术 | 第15-17页 |
| 1.3.1 数学建模技术 | 第15-16页 |
| 1.3.2 自主控制技术 | 第16页 |
| 1.3.3 微机电系统技术 | 第16-17页 |
| 1.3.4 动力与能源技术 | 第17页 |
| 1.4 本文主要工作内容 | 第17-18页 |
| 第二章 四旋翼飞行器的数学建模 | 第18-34页 |
| 2.1 四旋翼飞行器的基本原理和结构 | 第18-20页 |
| 2.2 四旋翼飞行器的数学建模 | 第20-28页 |
| 2.2.1 参考坐标系的建立 | 第20-23页 |
| 2.2.2 四旋翼飞行器的运动学分析 | 第23-24页 |
| 2.2.3 四旋翼飞行器的动力学建模 | 第24-26页 |
| 2.2.4 四旋翼飞行器的受力分析 | 第26-28页 |
| 2.3 传感器的偏置误差分析及建模 | 第28-32页 |
| 2.3.1 传感器偏置误差的估计 | 第29-31页 |
| 2.3.2 传感器偏置误差的校正模型 | 第31-32页 |
| 2.4 小结 | 第32-34页 |
| 第三章 四旋翼飞行控制平台的软硬件设计 | 第34-46页 |
| 3.1 四旋翼飞行控制平台的需求分析 | 第34页 |
| 3.2 四旋翼飞行控制平台的硬件系统设计 | 第34-42页 |
| 3.2.1 飞控平台整体结构设计 | 第34-35页 |
| 3.2.2 硬件设计 | 第35-42页 |
| 3.3 四旋翼飞行控制平台的软件系统设计 | 第42-45页 |
| 3.3.1 系统软件流程设计 | 第42-43页 |
| 3.3.2 系统软件模块功能介绍 | 第43-45页 |
| 3.4 小结 | 第45-46页 |
| 第四章 控制系统的设计与仿真 | 第46-67页 |
| 4.1 四旋翼飞行器的典型控制方式 | 第46-47页 |
| 4.2 典型PID控制系统研究与设计 | 第47-50页 |
| 4.2.1 典型PID控制系统原理 | 第47-48页 |
| 4.2.2 PID控制器设计 | 第48-49页 |
| 4.2.3 PID仿真实验 | 第49-50页 |
| 4.3 模糊PID控制系统的研究与设计 | 第50-59页 |
| 4.3.1 模糊控制法简介 | 第50-51页 |
| 4.3.2 模糊PID控制系统的结构 | 第51-56页 |
| 4.3.3 模糊PID控制系统的设计 | 第56-59页 |
| 4.4 模糊PID控制系统的仿真实验 | 第59-66页 |
| 4.4.1 模糊PID控制系统的阶跃响应实验 | 第59-61页 |
| 4.4.2 模糊PID控制系统的位置响应实验 | 第61-65页 |
| 4.4.3 模糊PID控制系统的抗干扰实验 | 第65-66页 |
| 4.5 小结 | 第66-67页 |
| 第五章 姿态解算系统的设计 | 第67-84页 |
| 5.1 姿态解算的相关理论基础 | 第67-71页 |
| 5.1.1 四元数及其姿态表示 | 第67-69页 |
| 5.1.2 卡尔曼滤波器 | 第69-70页 |
| 5.1.3 常见的数字滤波方法 | 第70-71页 |
| 5.2 姿态算法设计 | 第71-76页 |
| 5.2.1 卡尔曼滤波姿态解算 | 第71-72页 |
| 5.2.2 互补滤波姿态解算 | 第72-74页 |
| 5.2.3 DMP硬件姿态解算 | 第74-76页 |
| 5.3 系统验证及结果分析 | 第76-82页 |
| 5.3.1 姿态解算的静态验证 | 第76-77页 |
| 5.3.2 姿态解算的动态验证 | 第77-80页 |
| 5.3.3 怠速状态下的漂移验证 | 第80-81页 |
| 5.3.4 飞行器悬停实验 | 第81-82页 |
| 5.4 小结 | 第82-84页 |
| 第六章 总结与展望 | 第84-86页 |
| 6.1 工作总结 | 第84页 |
| 6.2 不足与展望 | 第84-86页 |
| 致谢 | 第86-87页 |
| 参考文献 | 第87-90页 |
| 附录 | 第90页 |
