| 摘要 | 第6-7页 |
| Abstract | 第7页 |
| 主要符号表 | 第12-13页 |
| 第1章 绪论 | 第13-19页 |
| 1.1 本课题选题背景及意义 | 第13-14页 |
| 1.2 国内外小型固定翼无人机的研究现状 | 第14-16页 |
| 1.2.1 国内外的无人机研究现状及分析 | 第14-15页 |
| 1.2.2 国内外飞控板研究现状及分析 | 第15页 |
| 1.2.3 小型固定翼无人机飞行控制研究现状及分析 | 第15-16页 |
| 1.3 卡尔曼滤波在信息融合技术中的发展应用 | 第16-17页 |
| 1.4 主要研究目标内容及章节安排 | 第17-19页 |
| 第2章 小型固定翼无人机数学模型及姿态估计 | 第19-35页 |
| 2.1 小型固定翼无人机坐标系 | 第19-20页 |
| 2.2 飞行状态参数 | 第20-23页 |
| 2.2.1 状态量描述及坐标转换 | 第20-22页 |
| 2.2.2 无人机控制量与被控制量 | 第22-23页 |
| 2.2.3 无人机空气动力参数 | 第23页 |
| 2.3 数学模型建立 | 第23-29页 |
| 2.3.1 动力学方程 | 第23-26页 |
| 2.3.2 运动学方程 | 第26-27页 |
| 2.3.3 纵向和横侧向运动模型线性化 | 第27-29页 |
| 2.4 基于EKF的姿态估计融合算法 | 第29-32页 |
| 2.4.1 EKF介绍 | 第29页 |
| 2.4.2 EKF设计 | 第29-30页 |
| 2.4.3 EKF算法的具体实现 | 第30-32页 |
| 2.5 算法的仿真和结果分析 | 第32-34页 |
| 2.5.1 仿真模型和误差模型 | 第32-33页 |
| 2.5.2 仿真结果与分析 | 第33-34页 |
| 2.6 本章小结 | 第34-35页 |
| 第3章 小型固定翼无人机飞行控制设计 | 第35-46页 |
| 3.1 纵向运动控制策略设计 | 第35-36页 |
| 3.2 横侧向运动控制策略设计 | 第36-39页 |
| 3.3 自动起飞和自动降落控制设计 | 第39-42页 |
| 3.3.1 自动起飞控制设计 | 第39-40页 |
| 3.3.2 自动降落控制设计 | 第40-42页 |
| 3.4 基于遗传算法的PID控制器 | 第42-45页 |
| 3.4.1 基于遗传算法PID控制原理 | 第42-43页 |
| 3.4.2 基于遗传算法PID控制仿真 | 第43-45页 |
| 3.5 本章小结 | 第45-46页 |
| 第4章 基于PIXHAWK的固定翼硬件系统设计 | 第46-61页 |
| 4.1 飞行控制系统的总体结构设计 | 第46-49页 |
| 4.1.1 数据采集过程 | 第47-48页 |
| 4.1.2 姿态控制过程 | 第48-49页 |
| 4.2 基于PIXHAWK硬件设计 | 第49-56页 |
| 4.2.1 PIXHAWK实物结构 | 第49-51页 |
| 4.2.2 主控处理芯片MCU | 第51-52页 |
| 4.2.3 传感器模块 | 第52-54页 |
| 4.2.4 电源电路设计 | 第54-56页 |
| 4.3 PIXHAWK的外部配置 | 第56-58页 |
| 4.3.1 遥控设备连接 | 第56-57页 |
| 4.3.2 PIXHAWK外部连接的各传感器 | 第57-58页 |
| 4.4 外接LiDAR-Lite激光传感器测距 | 第58-60页 |
| 4.4.1 LiDAR-Lite与PIXHAWK的连接 | 第58-59页 |
| 4.4.2 LiDAR-Lite在地面站的设定 | 第59-60页 |
| 4.5 本章小结 | 第60-61页 |
| 第5章 实际飞行试验 | 第61-68页 |
| 5.1 概述 | 第61页 |
| 5.2 地面站 | 第61-63页 |
| 5.2.1 地面站软件系统 | 第61-62页 |
| 5.2.2 激光测距实验 | 第62-63页 |
| 5.3 PIXHAWK飞行设定和配置 | 第63-66页 |
| 5.3.1 PIXHAWK首次设定 | 第63-65页 |
| 5.3.2 PIXHAWK飞行校准 | 第65-66页 |
| 5.4 实际飞行试验结果及分析 | 第66-67页 |
| 5.5 本章小结 | 第67-68页 |
| 结论 | 第68-69页 |
| 参考文献 | 第69-71页 |
| 致谢 | 第71-72页 |
| 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文 | 第72页 |