基于红外及偏振光传感器的飞行测试平台设计
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 1 绪论 | 第11-17页 |
| 1.1 选题背景及意义 | 第11-12页 |
| 1.2 红外姿态传感器介绍 | 第12-13页 |
| 1.3 偏振光传感器介绍 | 第13页 |
| 1.4 无人机飞行控制系统研究现状 | 第13-15页 |
| 1.4.1 国外研究现状 | 第13-14页 |
| 1.4.2 国内研究现状 | 第14-15页 |
| 1.5 本文主要研究内容及章节安排 | 第15-17页 |
| 2 飞行测试平台总体方案设计 | 第17-22页 |
| 2.1 飞控系统基本原理介绍 | 第17-18页 |
| 2.2 飞行测试平台总体方案设计 | 第18-20页 |
| 2.2.1 地面控制系统(GCS) | 第18-19页 |
| 2.2.2 机载测试平台 | 第19-20页 |
| 2.3 实验载机简述 | 第20-21页 |
| 2.4 本章小结 | 第21-22页 |
| 3 红外姿态传感器 | 第22-29页 |
| 3.1 天空红外分布特性 | 第22页 |
| 3.2 系统组成及基本原理 | 第22-24页 |
| 3.3 红外姿态传感器设计 | 第24-28页 |
| 3.3.1 红外姿态传感器MLX90247 | 第24页 |
| 3.3.2 红外姿态传感器设计原理 | 第24-28页 |
| 3.4 本章小结 | 第28-29页 |
| 4 飞行测试平台硬件设计 | 第29-43页 |
| 4.1 飞行测试平台硬件总体设计 | 第29页 |
| 4.2 处理器模块 | 第29-31页 |
| 4.2.1 型号选择 | 第30页 |
| 4.2.2 时钟电路 | 第30-31页 |
| 4.2.3 复位电路 | 第31页 |
| 4.3 电源模块 | 第31-32页 |
| 4.4 传感器模块 | 第32-37页 |
| 4.4.1 GPS | 第32-33页 |
| 4.4.2 红外姿态传感器 | 第33页 |
| 4.4.3 偏振光传感器 | 第33-34页 |
| 4.4.4 陀螺仪及加速度计 | 第34-36页 |
| 4.4.5 气压高度计 | 第36-37页 |
| 4.5 遥控器与接收机 | 第37页 |
| 4.6 电台 | 第37-38页 |
| 4.7 接口电路 | 第38-42页 |
| 4.7.1 串口电路 | 第38-39页 |
| 4.7.2 I~2C接口电路 | 第39-40页 |
| 4.7.3 PPM接口电路 | 第40-41页 |
| 4.7.4 舵机控制电路 | 第41-42页 |
| 4.8 本章小结 | 第42-43页 |
| 5 飞行测试平台软件设计 | 第43-52页 |
| 5.1 飞行测试平台软件总体设计 | 第43页 |
| 5.2 初始化模块 | 第43-44页 |
| 5.3 传感器数据采集模块 | 第44-49页 |
| 5.3.1 GPS信号处理 | 第44-46页 |
| 5.3.2 红外姿态传感器数据采集 | 第46-47页 |
| 5.3.3 偏振光传感器数据采集 | 第47-48页 |
| 5.3.4 陀螺仪及加速度计信号处理 | 第48页 |
| 5.3.5 气压高度计数据采集 | 第48-49页 |
| 5.4 遥控器与接收机 | 第49-50页 |
| 5.5 电台 | 第50-51页 |
| 5.6 本章小结 | 第51-52页 |
| 6 飞行测试平台控制算法研究 | 第52-67页 |
| 6.1 飞行器姿态角 | 第52-53页 |
| 6.1.1 坐标系 | 第52页 |
| 6.1.2 姿态角 | 第52-53页 |
| 6.2 方向余弦矩阵 | 第53-60页 |
| 6.2.1 坐标变换 | 第53-55页 |
| 6.2.2 建立方向余弦矩阵 | 第55-57页 |
| 6.2.3 方向余弦矩阵微分方程 | 第57-59页 |
| 6.2.4 方向余弦矩阵与姿态角 | 第59-60页 |
| 6.3 姿态角解算 | 第60-64页 |
| 6.3.1 红外传感器姿态解算 | 第60-61页 |
| 6.3.2 陀螺仪姿态解算 | 第61-62页 |
| 6.3.3 加速度姿态解算 | 第62-63页 |
| 6.3.4 信号处理 | 第63-64页 |
| 6.4 飞行控制PID | 第64-66页 |
| 6.4.1 PIN简介 | 第64-65页 |
| 6.4.2 飞行参数控制 | 第65-66页 |
| 6.5 本章小结 | 第66-67页 |
| 7 测试平台搭建实验 | 第67-70页 |
| 7.1 红外传感器测量实验 | 第67-68页 |
| 7.2 偏振光传感器实验 | 第68-69页 |
| 7.3 本章小结 | 第69-70页 |
| 结论 | 第70-71页 |
| 参考文献 | 第71-74页 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 | 第74-75页 |
| 致谢 | 第75-76页 |
