| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 第一章 绪论 | 第9-15页 |
| 1.1 研究的背景和意义 | 第9-10页 |
| 1.2 水上飞机概述 | 第10-11页 |
| 1.2.1 水上飞机简介 | 第10页 |
| 1.2.2 水上飞机的特点 | 第10-11页 |
| 1.3 国内外水上飞机发展现状 | 第11-13页 |
| 1.3.1 国外研究发展现状 | 第11-12页 |
| 1.3.2 国内研究发展现状 | 第12-13页 |
| 1.4 本文的主要研究内容 | 第13-15页 |
| 第二章 常用坐标系与捷联惯导技术 | 第15-31页 |
| 2.1 坐标系定义与转换关系 | 第15-19页 |
| 2.1.1 引言 | 第15页 |
| 2.1.2 常用坐标系 | 第15-17页 |
| 2.1.3 坐标系转换 | 第17-19页 |
| 2.2 捷联惯导概述 | 第19-20页 |
| 2.3 载体姿态算法对比研究 | 第20-26页 |
| 2.3.1 欧拉角法 | 第21-23页 |
| 2.3.2 方向余弦法 | 第23-24页 |
| 2.3.3 四元数法 | 第24-26页 |
| 2.4 四元数的姿态解算 | 第26-30页 |
| 2.5 本章小结 | 第30-31页 |
| 第三章 水上无人机飞控系统硬件设计 | 第31-51页 |
| 3.1 飞行平台的选择 | 第31页 |
| 3.2 飞行控制系统总体方案 | 第31-33页 |
| 3.2.1 飞行控制系统基本原理 | 第31-32页 |
| 3.2.2 飞行控制系统总框图 | 第32-33页 |
| 3.2.3 机载飞控系统 | 第33页 |
| 3.2.4 地面测控系统 | 第33页 |
| 3.3 飞控ARM模块设计 | 第33-44页 |
| 3.3.1 主处理器选型 | 第33-35页 |
| 3.3.2 STM32硬件单元 | 第35页 |
| 3.3.3 惯性测姿模块 | 第35-41页 |
| 3.3.4 气压高度计模块 | 第41-42页 |
| 3.3.5 水质采集模块 | 第42-43页 |
| 3.3.6 STM32-JTAG调试单元 | 第43页 |
| 3.3.7 电源系统模块 | 第43-44页 |
| 3.4 飞控DSP模块设计 | 第44-50页 |
| 3.4.1 协处理器选型 | 第44-46页 |
| 3.4.2 串口通信模块 | 第46页 |
| 3.4.3 BDS/GPS卫星测姿模块 | 第46-47页 |
| 3.4.4 人机接口TFT显示模块 | 第47-48页 |
| 3.4.5 DSP-JTAG调试单元 | 第48-49页 |
| 3.4.6 伺服驱动系统 | 第49-50页 |
| 3.5 本章小结 | 第50-51页 |
| 第四章 水上无人机飞控系统软件设计 | 第51-67页 |
| 4.1 快速高效的开发环境 | 第51页 |
| 4.1.1 CCS开发环境简介 | 第51页 |
| 4.1.2 KEIL/MDK开发环境简介 | 第51页 |
| 4.2 I2C接口协议 | 第51-53页 |
| 4.3 惯性测姿模块数据采集 | 第53-57页 |
| 4.3.1 MPU9250数据采集 | 第53-55页 |
| 4.3.2 MAG3110数据采集 | 第55-57页 |
| 4.4 高度传感器数据采集 | 第57-59页 |
| 4.4.1 MS5611-01BA03数据采集 | 第57-58页 |
| 4.4.2 MS5611-01BA03测量结果分析 | 第58-59页 |
| 4.5 BDS/GPS定位模块软件设计 | 第59-63页 |
| 4.5.1 NMEA-0183 协议简介 | 第59-61页 |
| 4.5.2 BDS/GPS定位模块测试 | 第61-63页 |
| 4.6 数据融合仿真结果 | 第63-66页 |
| 4.7 本章小结 | 第66-67页 |
| 第五章 水上无人机控制率设计 | 第67-76页 |
| 5.1 水上无人机数学模型 | 第67-68页 |
| 5.2 增量型PID控制理论 | 第68-70页 |
| 5.3 水上无人机飞行控制率研究 | 第70-71页 |
| 5.3.1 姿态稳定控制回路 | 第70-71页 |
| 5.3.2 高度控制回路 | 第71页 |
| 5.4 水上无人机采样着水过程分析 | 第71-73页 |
| 5.4.1 采样降落阶段 | 第71-72页 |
| 5.4.2 降落区域飞行指令 | 第72-73页 |
| 5.5 水质采样流程 | 第73-74页 |
| 5.6 控制律仿真结果 | 第74-75页 |
| 5.6.1 纵向回路仿真结果 | 第74-75页 |
| 5.7 本章小结 | 第75-76页 |
| 第六章 总结与展望 | 第76-78页 |
| 6.1 总结 | 第76页 |
| 6.2 展望 | 第76-78页 |
| 参考文献 | 第78-83页 |
| 攻读硕士学位期间科研项目情况 | 第83-84页 |
| 致谢 | 第84-85页 |
| 附录 | 第85-88页 |