| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 1 绪论 | 第9-17页 |
| 1.1 课题研究背景与意义 | 第9-10页 |
| 1.2 国内外研究现状和发展趋势 | 第10-15页 |
| 1.2.1 国内研究现状 | 第10-12页 |
| 1.2.2 国外研究现状 | 第12-14页 |
| 1.2.3 四旋翼飞行器姿态控制系统的发展趋势 | 第14-15页 |
| 1.3 论文的主要内容及章节安排 | 第15-17页 |
| 1.3.1 论文主要研究内容 | 第15页 |
| 1.3.2 论文章节安排 | 第15-17页 |
| 2 四旋翼飞行器姿态控制系统总体设计方案 | 第17-23页 |
| 2.1 四旋翼飞行器的组成和工作原理 | 第17-19页 |
| 2.1.1 四旋翼飞行器的组成 | 第17-18页 |
| 2.1.2 四旋翼飞行器的工作原理 | 第18-19页 |
| 2.2 四旋翼飞行器的设计要求 | 第19页 |
| 2.3 四旋翼飞行器姿态控制系统的总体方案设计 | 第19-22页 |
| 2.3.1 姿态控制器设计 | 第20页 |
| 2.3.2 导航与通信系统设计 | 第20-21页 |
| 2.3.3 能源与动力装置设计 | 第21-22页 |
| 2.4 本章小结 | 第22-23页 |
| 3 姿态控制系统硬件设计 | 第23-32页 |
| 3.1 系统硬件总体设计 | 第23-24页 |
| 3.2 器件选型 | 第24-27页 |
| 3.2.1 微处理器选型 | 第24-25页 |
| 3.2.2 传感器选型 | 第25-26页 |
| 3.2.3 功率开关管选型 | 第26-27页 |
| 3.3 系统硬件电路设计 | 第27-31页 |
| 3.3.1 微处理器最小系统电路设计 | 第27页 |
| 3.3.2 传感器电路设计 | 第27-29页 |
| 3.3.3 电源管理电路设计 | 第29-30页 |
| 3.3.4 无刷直流电机驱动电路设计 | 第30-31页 |
| 3.4 本章小结 | 第31-32页 |
| 4 姿态控制系统软件设计 | 第32-41页 |
| 4.1 系统软件总体设计 | 第32-33页 |
| 4.2 主程序设计 | 第33-34页 |
| 4.3 数据采集中断程序设计 | 第34-36页 |
| 4.4 无刷直流电机控制程序设计 | 第36-40页 |
| 4.5 本章小结 | 第40-41页 |
| 5 姿态控制算法研究及实验数据分析 | 第41-63页 |
| 5.1 四旋翼飞行器数学模型的建立 | 第41-47页 |
| 5.1.1 坐标系的定义 | 第41-42页 |
| 5.1.2 姿态角的定义及方向余弦矩阵 | 第42-43页 |
| 5.1.3 四旋翼飞行器的动力学方程 | 第43-45页 |
| 5.1.4 模型的线性化处理 | 第45-47页 |
| 5.2 四旋翼飞行器姿态控制算法论证与选择 | 第47-48页 |
| 5.3 遗传算法PID参数整定控制器的设计与仿真 | 第48-59页 |
| 5.3.1 基于PID控制器姿态仿真与分析 | 第49-50页 |
| 5.3.2 基于Kalman-PID控制器姿态仿真与分析 | 第50-54页 |
| 5.3.3 基于Kalman-GA-PID控制器姿态仿真与分析 | 第54-59页 |
| 5.4 实验数据分析 | 第59-62页 |
| 5.4.1 无刷直流电机控制系统测试 | 第59-61页 |
| 5.4.2 姿态检测系统测试 | 第61-62页 |
| 5.5 本章小结 | 第62-63页 |
| 6 总结与展望 | 第63-65页 |
| 6.1 工作总结 | 第63页 |
| 6.2 展望 | 第63-65页 |
| 参考文献 | 第65-71页 |
| 攻读硕士学位期间主要的研究成果 | 第71-72页 |
| 致谢 | 第72页 |