固定翼无人机控制单元设计及其组群飞行控制技术研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4页 |
| 1 绪论 | 第8-14页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第8-9页 |
| 1.2 无人机集群飞行的国内外发展状况与发展趋势 | 第9-13页 |
| 1.2.1 国外发展现状 | 第9-11页 |
| 1.2.2 国内发展现状 | 第11-12页 |
| 1.2.3 无人机集群飞行的发展趋势 | 第12-13页 |
| 1.3 无人机集群飞行的特点 | 第13页 |
| 1.4 本论文的主要内容 | 第13-14页 |
| 2 无人机集群飞行控制分析与主体设计 | 第14-35页 |
| 2.1 固定翼无人机的基本控制原理 | 第14-16页 |
| 2.2 固定翼控制策略 | 第16-19页 |
| 2.2.1 纵向控制策略 | 第16-17页 |
| 2.2.2 横向控制策略 | 第17-19页 |
| 2.3 集群飞行技术分析 | 第19-20页 |
| 2.4 无人机集群编队飞行阵型控制策略 | 第20-21页 |
| 2.4.1 分布式控制 | 第20页 |
| 2.4.2 集中式控制 | 第20-21页 |
| 2.4.3 分散式控制 | 第21页 |
| 2.5 集群系统方案总体设计 | 第21-23页 |
| 2.5.1 集群控制策略 | 第22页 |
| 2.5.2 集群控制方案总体结构 | 第22-23页 |
| 2.6 组群无人机设计 | 第23-25页 |
| 2.6.1 样机选型设计 | 第23-24页 |
| 2.6.2 固定翼无人机总体设计 | 第24-25页 |
| 2.7 组群个体硬件平台设计 | 第25-30页 |
| 2.7.1 微处理器模块 | 第26页 |
| 2.7.2 气压计 | 第26-27页 |
| 2.7.3 加速度计模块 | 第27页 |
| 2.7.4 GPS导航模块 | 第27-28页 |
| 2.7.5 电子罗盘 | 第28-29页 |
| 2.7.6 储存模块 | 第29页 |
| 2.7.7 陀螺仪模块 | 第29-30页 |
| 2.7.8 多传感冗余 | 第30页 |
| 2.8 集群无人机软件系统设计 | 第30-34页 |
| 2.8.1 Nuttx实时操作系统 | 第30页 |
| 2.8.2 集群个体任务 | 第30-31页 |
| 2.8.3 系统任务进程安排 | 第31-33页 |
| 2.8.4 系统多进程通信 | 第33-34页 |
| 2.9 本章小结 | 第34-35页 |
| 3 集群无人机无线通讯设计 | 第35-47页 |
| 3.1 ZigBee无线通讯 | 第35-36页 |
| 3.2 多节点ZigBee组网 | 第36-37页 |
| 3.3 集群无人机通讯协议 | 第37-42页 |
| 3.3.1 Mavlink通讯协议 | 第37-39页 |
| 3.3.2 集群Mavlink协议设计 | 第39-40页 |
| 3.3.3 通讯链路数据举例 | 第40-42页 |
| 3.4 地面站控制端设计 | 第42-46页 |
| 3.4.1 飞行状态控制与监测 | 第42-43页 |
| 3.4.2 飞行航路规划 | 第43页 |
| 3.4.3 传感器校准检测 | 第43-44页 |
| 3.4.4 飞行器参数列表 | 第44页 |
| 3.4.5 通讯接口 | 第44-45页 |
| 3.4.6 飞行日志查看 | 第45-46页 |
| 3.5 本章小结 | 第46-47页 |
| 4 无人机集群编队控制算法 | 第47-62页 |
| 4.1 集群个体无人机算法研究 | 第47-50页 |
| 4.1.1 无人机姿态检测解算 | 第47-48页 |
| 4.1.2 无人机姿态控制算法 | 第48-50页 |
| 4.2 传感器数据处理 | 第50-52页 |
| 4.2.1 GPS信号滤波 | 第50-51页 |
| 4.2.2 低通滤波 | 第51-52页 |
| 4.3 集群航路规划 | 第52-60页 |
| 4.3.1 路径规划算法 | 第52页 |
| 4.3.2 航迹规划因素 | 第52-53页 |
| 4.3.3 坐标转换 | 第53-55页 |
| 4.3.4 长机航路规划 | 第55-58页 |
| 4.3.5 僚机航路规划 | 第58-60页 |
| 4.4 安全球 | 第60-61页 |
| 4.5 本章小结 | 第61-62页 |
| 5 实验测试与分析 | 第62-74页 |
| 5.1 集群样机制作 | 第62页 |
| 5.2 各部分功能测试 | 第62-67页 |
| 5.2.1 集群个体无线通讯 | 第63-64页 |
| 5.2.2 多机通讯 | 第64-65页 |
| 5.2.3 集群个体系统测试 | 第65-67页 |
| 5.3 集群飞行编队算法测试 | 第67-73页 |
| 5.3.1 航迹追踪 | 第67-69页 |
| 5.3.2 集群编队测试 | 第69-73页 |
| 5.4 本章小结 | 第73-74页 |
| 6 总结与展望 | 第74-76页 |
| 6.1 总结 | 第74页 |
| 6.2 展望与提高 | 第74-76页 |
| 致谢 | 第76-77页 |
| 参考文献 | 第77-81页 |
| 附录 | 第81页 |
