| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 符号表 | 第10-12页 |
| 第一章 绪论 | 第12-30页 |
| 1.1 引言 | 第12-14页 |
| 1.2 国外无人直升机研究现状 | 第14-20页 |
| 1.3 国内无人直升机研究现状 | 第20-21页 |
| 1.4 小型无人直升机关键问题研究现状 | 第21-28页 |
| 1.4.1 小型无人直升机建模 | 第22-24页 |
| 1.4.2 小型无人直升机自主飞行控制算法 | 第24-28页 |
| 1.5 本文研究内容 | 第28-30页 |
| 第二章 小型无人直升机建模 | 第30-50页 |
| 2.1 小型无人直升机介绍 | 第30-32页 |
| 2.2 旋翼空气动力学 | 第32-37页 |
| 2.2.1 旋翼几何结构 | 第33-34页 |
| 2.2.2 旋翼空气动力 | 第34-36页 |
| 2.2.3 旋翼陀螺进动 | 第36-37页 |
| 2.3 小型无人直升机建模 | 第37-47页 |
| 2.3.1 Kane 方法介绍 | 第39-41页 |
| 2.3.2 直升机运动学建模 | 第41-43页 |
| 2.3.3 直升机动力学建模 | 第43-47页 |
| 2.4 模型验证与分析 | 第47-48页 |
| 2.5 小结 | 第48-50页 |
| 第三章 显式预测控制原理 | 第50-66页 |
| 3.1 预测控制研究现状 | 第50-53页 |
| 3.1.1 预测控制应用现状 | 第51-53页 |
| 3.1.2 预测控制复杂度简化 | 第53页 |
| 3.2 显式预测控制算法 | 第53-63页 |
| 3.2.1 显式预测控制受约束调整器问题 | 第54-60页 |
| 3.2.2 显式预测控制受约束跟踪问题 | 第60-61页 |
| 3.2.3 状态估计 | 第61-63页 |
| 3.3 显式预测控制算例 | 第63-65页 |
| 3.4 小结 | 第65-66页 |
| 第四章 小型无人直升机控制器设计 | 第66-85页 |
| 4.1 姿态控制器设计 | 第66-74页 |
| 4.1.1 EMPC 姿态控制器设计 | 第67-70页 |
| 4.1.2 PID 姿态控制器设计 | 第70-72页 |
| 4.1.3 航向角控制 | 第72-73页 |
| 4.1.4 姿态控制仿真实验 | 第73-74页 |
| 4.2 速度控制器设计 | 第74-78页 |
| 4.2.1 速度控制实现 | 第75-77页 |
| 4.2.2 速度控制仿真实验 | 第77-78页 |
| 4.3 位置控制器设计 | 第78-81页 |
| 4.3.1 位置控制器实现 | 第78-80页 |
| 4.3.2 位置控制仿真实验 | 第80-81页 |
| 4.4 转向运动与平面运动的耦合 | 第81-84页 |
| 4.5 小结 | 第84-85页 |
| 第五章 小型无人直升机控制器鲁棒性能及路径跟踪仿真实验 | 第85-106页 |
| 5.1 鲁棒性能实验 | 第85-99页 |
| 5.1.1 控制信号有干扰情况下的仿真实验 | 第86-89页 |
| 5.1.2 机体变质量情况下的仿真实验 | 第89-93页 |
| 5.1.3 外界风干扰情况下的仿真实验 | 第93-96页 |
| 5.1.4 综合干扰情况下的仿真实验 | 第96-99页 |
| 5.2 路径跟踪仿真实验 | 第99-104页 |
| 5.2.1 路径跟踪实现方法 | 第99-101页 |
| 5.2.2 矩形路径跟踪仿真实验 | 第101-103页 |
| 5.2.3 “8”字形路径跟踪仿真实验 | 第103-104页 |
| 5.3 小结 | 第104-106页 |
| 第六章 小型无人直升机控制系统实现与飞行试验 | 第106-126页 |
| 6.1 飞行控制系统实现 | 第106-113页 |
| 6.1.1 飞控系统结构 | 第106-107页 |
| 6.1.2 飞控系统传感器 | 第107-110页 |
| 6.1.3 机载嵌入式系统 | 第110-111页 |
| 6.1.4 机载飞行控制系统软件 | 第111-112页 |
| 6.1.5 地面指挥控制系统 | 第112-113页 |
| 6.2 直升机参数辨识 | 第113-119页 |
| 6.2.1 地面实验台架 | 第114-115页 |
| 6.2.2 信号滤波 | 第115-116页 |
| 6.2.3 姿态控制信号与姿态角关系 | 第116-117页 |
| 6.2.4 总距输入信号与直升机升力的关系 | 第117-118页 |
| 6.2.5 直升机基本物理参数测量 | 第118-119页 |
| 6.3 飞行控制试验 | 第119-125页 |
| 6.3.1 悬停控制试验 | 第120-122页 |
| 6.3.2 平飞控制试验 | 第122-124页 |
| 6.3.3 转向控制试验 | 第124-125页 |
| 6.4 小结 | 第125-126页 |
| 第七章 总结与展望 | 第126-130页 |
| 7.1 论文工作总结 | 第126-127页 |
| 7.2 本文创新点 | 第127-128页 |
| 7.3 展望 | 第128-130页 |
| 参考文献 | 第130-140页 |
| 致谢 | 第140-142页 |
| 攻读博士学位期间发表和录用的学术论文 | 第142-144页 |