四旋翼飞行器姿态控制系统的设计与实现
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第11-17页 |
| 1.1 课题研究背景 | 第11-12页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第12-14页 |
| 1.3 课题研究意义 | 第14页 |
| 1.4 论文的主要工作及章节安排 | 第14-17页 |
| 1.4.1 主要内容 | 第14页 |
| 1.4.2 章节安排 | 第14-17页 |
| 第2章 系统相关知识介绍 | 第17-29页 |
| 2.1 飞行器动力学原理 | 第17-18页 |
| 2.1.1 飞行器结构特点 | 第17页 |
| 2.1.2 飞行器飞行原理 | 第17-18页 |
| 2.2 惯性导航理论 | 第18-22页 |
| 2.2.1 坐标系的建立 | 第18-19页 |
| 2.2.2 旋转的概念 | 第19-20页 |
| 2.2.3 AHRS系统及IMU惯性测量单元 | 第20-21页 |
| 2.2.4 姿态解算过程 | 第21-22页 |
| 2.3 自动控制理论及PID控制器 | 第22-25页 |
| 2.3.1 自动控制理论基础 | 第22-23页 |
| 2.3.2 PID控制器 | 第23-25页 |
| 2.4 系统开发平台介绍 | 第25-28页 |
| 2.4.1 DSP开发环境 | 第25-26页 |
| 2.4.2 LabVIEW开发环境 | 第26-27页 |
| 2.4.3 MATLAB开发环境 | 第27-28页 |
| 2.5 本章小结 | 第28-29页 |
| 第3章 惯性导航算法研究 | 第29-47页 |
| 3.1 姿态解算表示方法 | 第29-32页 |
| 3.1.1 欧拉角法 | 第29页 |
| 3.1.2 四元数法 | 第29页 |
| 3.1.3 方向余弦矩阵法 | 第29-32页 |
| 3.2 互补滤波算法 | 第32-43页 |
| 3.2.1 利用陀螺仪更新DCM | 第33-35页 |
| 3.2.2 DCM归一化 | 第35-36页 |
| 3.2.3 对Yaw的校正 | 第36-38页 |
| 3.2.4 对Pitch-Roll的校正 | 第38-40页 |
| 3.2.5 反馈控制器设计 | 第40-41页 |
| 3.2.6 MATLAB算法仿真 | 第41-43页 |
| 3.3 梯度下降算法 | 第43-44页 |
| 3.4 算法对比仿真 | 第44-45页 |
| 3.4.1 滤波效果对比 | 第44-45页 |
| 3.4.2 运算效率对比 | 第45页 |
| 3.5 本章小结 | 第45-47页 |
| 第4章 飞行器控制算法研究 | 第47-55页 |
| 4.1 控制器的引入 | 第47-48页 |
| 4.1.1 控制环的概念 | 第47-48页 |
| 4.1.2 从自动控制理论探究设计控制器的必要性 | 第48页 |
| 4.2 基于PID的飞行器控制环设计 | 第48-52页 |
| 4.3 PID控制输出的电机分配 | 第52-53页 |
| 4.4 本章小结 | 第53-55页 |
| 第5章 飞行器软硬件平台设计与实现 | 第55-73页 |
| 5.1 系统结构框架 | 第55-56页 |
| 5.2 系统硬件设计 | 第56-64页 |
| 5.2.1 飞行器控制板 | 第56-57页 |
| 5.2.2 DSP控制模块 | 第57-60页 |
| 5.2.3 姿态传感器测量模块 | 第60-62页 |
| 5.2.4 通讯系统模块 | 第62页 |
| 5.2.5 控制板电源模块 | 第62-63页 |
| 5.2.6 电机驱动部分及其它预留接口设计 | 第63-64页 |
| 5.3 系统软件开发 | 第64-72页 |
| 5.3.1 系统主程序流程图 | 第64-65页 |
| 5.3.2 系统模块介绍 | 第65-68页 |
| 5.3.3 LabVIEW上位机界面设计 | 第68-72页 |
| 5.4 本章小结 | 第72-73页 |
| 第6章 系统测试及结果分析 | 第73-79页 |
| 6.1 系统调试 | 第73-75页 |
| 6.1.1 硬件调试 | 第73-75页 |
| 6.1.2 软件调试 | 第75页 |
| 6.2 飞行测试结果及分析 | 第75-78页 |
| 6.3 本章小结 | 第78-79页 |
| 第7章 总结与展望 | 第79-81页 |
| 7.1 论文工作总结 | 第79页 |
| 7.2 未来工作展望 | 第79-81页 |
| 参考文献 | 第81-85页 |
| 致谢 | 第85页 |
