面向自主巡航的多旋翼飞行器飞控系统设计
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第9-13页 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 | 第9页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第9-11页 |
| 1.3 本课题的研究内容 | 第11-12页 |
| 1.4 论文章节结构 | 第12-13页 |
| 2 多旋翼飞行器飞控系统设计 | 第13-24页 |
| 2.1 多旋翼飞行器的运动特征和原理 | 第13-14页 |
| 2.2 飞控系统的需求分析 | 第14-15页 |
| 2.3 元器件的选型和电路设计 | 第15-22页 |
| 2.3.1 主控芯片 | 第15-16页 |
| 2.3.2 电源芯片 | 第16-17页 |
| 2.3.3 外部存储芯片 | 第17-18页 |
| 2.3.4 姿态传感器模块 | 第18-19页 |
| 2.3.5 GPS接收机模块 | 第19-20页 |
| 2.3.6 无线传输模块 | 第20页 |
| 2.3.7 飞行控制板PCB设计 | 第20-21页 |
| 2.3.8 飞行控制板硬件测试 | 第21-22页 |
| 2.4 软件系统设计 | 第22-23页 |
| 2.5 本章小结 | 第23-24页 |
| 3 飞行器组合导航系统设计 | 第24-39页 |
| 3.1 坐标系定义及姿态角解算 | 第24-29页 |
| 3.1.1 坐标系定义 | 第24-25页 |
| 3.1.2 姿态角表示方法 | 第25-26页 |
| 3.1.3 初始四元数的确定 | 第26-27页 |
| 3.1.4 姿态角解算 | 第27-29页 |
| 3.2 惯性传感器误差分析与标定 | 第29-32页 |
| 3.2.1 加速度计误差建模与简易标定 | 第29-30页 |
| 3.2.2 陀螺仪误差建模与简易标定 | 第30-32页 |
| 3.2.3 磁力计误差分析与简易标定 | 第32页 |
| 3.3 组合导航算法设计 | 第32-38页 |
| 3.3.1 系统状态方程及观测方程 | 第33-35页 |
| 3.3.2 噪声协方差矩阵及系统协方差矩阵 | 第35页 |
| 3.3.3 组合导航算法流程 | 第35-36页 |
| 3.3.4 组合导航算法试验 | 第36-38页 |
| 3.4 本章小结 | 第38-39页 |
| 4 飞行器控制系统设计 | 第39-46页 |
| 4.1 飞行控制系统需求分析 | 第39页 |
| 4.2 经典控制PID算法 | 第39-41页 |
| 4.3 姿态角控制系统 | 第41-42页 |
| 4.4 高度控制系统 | 第42-43页 |
| 4.5 位置控制系统 | 第43-45页 |
| 4.6 本章小结 | 第45-46页 |
| 5 四旋翼飞行器系统实验测试 | 第46-51页 |
| 5.1 姿态角实验测试 | 第47-49页 |
| 5.1.1 俯仰角和横滚角实验测试 | 第47-48页 |
| 5.1.2 航向角实验测试 | 第48-49页 |
| 5.2 高度实验测试 | 第49页 |
| 5.3 自主巡航实验测试 | 第49-50页 |
| 5.4 本章小结 | 第50-51页 |
| 6 总结与展望 | 第51-52页 |
| 6.1 总结 | 第51页 |
| 6.2 展望 | 第51-52页 |
| 参考文献 | 第52-54页 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 | 第54-55页 |
| 致谢 | 第55页 |
