四旋翼飞行器姿态控制及轨迹规划的研究
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第10-20页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第10-11页 |
| 1.2 四旋翼飞行器概述 | 第11-17页 |
| 1.2.1 高校科研机构 | 第12-14页 |
| 1.2.2 商业开发 | 第14-16页 |
| 1.2.3 开源项目 | 第16-17页 |
| 1.3 所涉及关键技术 | 第17-18页 |
| 1.3.1 非线性建模 | 第17-18页 |
| 1.3.2 姿态控制 | 第18页 |
| 1.3.3 航迹规划 | 第18页 |
| 1.4 本课题研究内容及结构安排 | 第18-20页 |
| 第2章 四旋翼飞行器机动力学建模 | 第20-36页 |
| 2.1 引言 | 第20页 |
| 2.2 四旋翼飞行器结构及飞行原理 | 第20-23页 |
| 2.3 姿态描述与定义 | 第23-29页 |
| 2.3.1 方向余弦矩阵 | 第23-25页 |
| 2.3.2 欧拉角 | 第25-27页 |
| 2.3.3 四元数 | 第27-29页 |
| 2.4 四旋翼飞行器系统建模 | 第29-35页 |
| 2.5 本章小结 | 第35-36页 |
| 第3章 四旋翼飞行器姿态控制算法 | 第36-44页 |
| 3.1 引言 | 第36页 |
| 3.2 基于自抗扰理论的姿态控制 | 第36-43页 |
| 3.2.1 自抗扰控制器的结构 | 第36-38页 |
| 3.2.2 基于自抗扰控制器的姿态解耦控制 | 第38-41页 |
| 3.2.3 仿真与分析 | 第41-43页 |
| 3.3 本章小结 | 第43-44页 |
| 第4章 基于微分平坦理论的飞行轨迹生成 | 第44-60页 |
| 4.1 引言 | 第44页 |
| 4.2 微分平坦理论 | 第44-46页 |
| 4.2.1 微分平坦的基本概念 | 第44-45页 |
| 4.2.2 微分平坦的判定方法 | 第45-46页 |
| 4.3 微分平坦系统的轨迹规划 | 第46-51页 |
| 4.3.1 基于微分平坦理论的轨迹生成步骤 | 第46-47页 |
| 4.3.2 四旋翼飞行器动力学模型平坦属性判定 | 第47-50页 |
| 4.3.3 轨迹跟踪控制器设计 | 第50-51页 |
| 4.4 平坦输出参数化 | 第51-53页 |
| 4.5 参数化系数求解 | 第53-59页 |
| 4.5.1 非线性规划 | 第53页 |
| 4.5.2 参数化系数求解步骤 | 第53-55页 |
| 4.5.3 参数化系数求解 | 第55-57页 |
| 4.5.4 仿真与分析 | 第57-59页 |
| 4.6 本章小结 | 第59-60页 |
| 第5章 控制系统实现与调试 | 第60-88页 |
| 5.1 四旋翼飞行器设计与实现 | 第60-71页 |
| 5.1.1 四旋翼飞行器的总体设计 | 第60-62页 |
| 5.1.2 四旋翼飞行器的飞行控制模块 | 第62-63页 |
| 5.1.3 四旋翼飞行器的航姿检测模块 | 第63-65页 |
| 5.1.4 四旋翼飞行器的动力模块 | 第65-69页 |
| 5.1.5 四旋翼飞行器的通信模块 | 第69-71页 |
| 5.2 四旋翼飞行器的硬件调试 | 第71-78页 |
| 5.2.1 四旋翼飞行器机械结构的调试 | 第71页 |
| 5.2.2 电源模块的调试 | 第71-72页 |
| 5.2.3 动力模块的调试 | 第72-74页 |
| 5.2.4 四旋翼飞行器机载传感器的调试 | 第74-75页 |
| 5.2.5 遥控设备的调试 | 第75-76页 |
| 5.2.6 四旋翼飞行器系统整体调试 | 第76-78页 |
| 5.3 四旋翼飞行器的飞行试验 | 第78-85页 |
| 5.3.1 四旋翼飞行器的悬停试验 | 第78-81页 |
| 5.3.2 四旋翼飞行器遥控飞行试验 | 第81-85页 |
| 5.4 本章小节 | 第85-88页 |
| 第6章 总结与展望 | 第88-90页 |
| 6.1 总结 | 第88页 |
| 6.2 展望 | 第88-90页 |
| 参考文献 | 第90-96页 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 | 第96-98页 |
| 致谢 | 第98页 |
