四旋翼飞行器姿态估计算法研究与实现
| 摘要 | 第6-7页 |
| ABSTRACT | 第7页 |
| 主要符号表 | 第10-11页 |
| 第1章 绪论 | 第11-15页 |
| 1.1 选题背景及研究意义 | 第11-12页 |
| 1.2 惯性导航系统概述 | 第12页 |
| 1.3 姿态估计算法研究现状 | 第12-13页 |
| 1.4 本文主要内容及各章节安排 | 第13-15页 |
| 第2章 四旋翼飞行器模型的建立 | 第15-23页 |
| 2.1 四旋翼飞行器的机械结构及六自由度状态 | 第15页 |
| 2.2 坐标系与坐标变换矩阵 | 第15-17页 |
| 2.2.1 常用坐标系 | 第15-16页 |
| 2.2.2 坐标变换矩阵 | 第16-17页 |
| 2.3 系统分析与子系统建模 | 第17-22页 |
| 2.3.1 四旋翼飞行器运动分析 | 第17-19页 |
| 2.3.2 四旋翼飞行器的受力与力矩分析 | 第19-21页 |
| 2.3.3 电机模型的建立 | 第21-22页 |
| 2.4 系统模型的建立 | 第22页 |
| 2.4.1 运动学方程 | 第22页 |
| 2.4.2 动力学方程 | 第22页 |
| 2.5 本章小结 | 第22-23页 |
| 第3章 基于误差四元数的梯度下降算法的姿态估计 | 第23-34页 |
| 3.1 姿态常用表示方法 | 第23-26页 |
| 3.1.1 欧拉角法 | 第23页 |
| 3.1.2 方向余弦矩阵（DCM） | 第23页 |
| 3.1.3 四元数法 | 第23-26页 |
| 3.2 梯度下降算法具体实现过程 | 第26-32页 |
| 3.2.1 角速度积分获取姿态 | 第26-27页 |
| 3.2.2 算法理论推导及实现过程 | 第27-30页 |
| 3.2.3 滤波融合 | 第30-31页 |
| 3.2.4 磁场畸变补偿 | 第31-32页 |
| 3.3 仿真结果与分析 | 第32-33页 |
| 3.4 本章小结 | 第33-34页 |
| 第4章 基于扩展卡尔曼滤波算法的姿态估计 | 第34-47页 |
| 4.1 理论介绍 | 第34-37页 |
| 4.1.1 KALMAN滤波理论 | 第34-35页 |
| 4.1.2 扩展卡尔曼滤波理论 | 第35-37页 |
| 4.2 仿真模型 | 第37-42页 |
| 4.2.1 QUADROTOR飞行器仿真子模块 | 第37-39页 |
| 4.2.2 传感器模型 | 第39-40页 |
| 4.2.3 KALMAN滤波模型 | 第40-42页 |
| 4.3 仿真结果与分析 | 第42-46页 |
| 4.3.1 速度仿真结果与分析 | 第42-44页 |
| 4.3.2 位置仿真结果与分析 | 第44-45页 |
| 4.3.3 仿真结果误差分析 | 第45-46页 |
| 4.4 本章小结 | 第46-47页 |
| 第5章 飞行器软硬件设计与飞行测试 | 第47-58页 |
| 5.1 系统软硬件设计 | 第47-53页 |
| 5.1.1 飞行控制系统整体框架 | 第47-48页 |
| 5.1.2 硬件模块介绍 | 第48-52页 |
| 5.1.3 软件设计 | 第52-53页 |
| 5.2 飞行器控制率设计 | 第53-54页 |
| 5.3 四旋翼飞行器调试与试飞 | 第54-57页 |
| 5.3.1 四旋翼飞行器调试 | 第54-56页 |
| 5.3.2 飞行测试 | 第56-57页 |
| 5.4 本章小结 | 第57-58页 |
| 结论 | 第58-60页 |
| 附录Ⅰ 扩展卡尔曼滤波程序清单 | 第60-65页 |
| 参考文献 | 第65-67页 |
| 致谢 | 第67-68页 |
| 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文 | 第68页 |
