| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 附录 | 第6-11页 |
| 第1章 绪论 | 第11-16页 |
| 1.1 研究目的与意义 | 第11-12页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第12-14页 |
| 1.2.1 小型无人直升机飞控系统研究现状 | 第12-14页 |
| 1.2.2 自抗扰技术的发展与应用 | 第14页 |
| 1.3 论文主要内容和结构安排 | 第14-16页 |
| 第2章 建立无人直升机数学模型 | 第16-32页 |
| 2.1 引言 | 第16页 |
| 2.2 坐标系 | 第16-19页 |
| 2.2.1 地面坐标系 | 第16-17页 |
| 2.2.2 机体坐标系 | 第17页 |
| 2.2.3 速度坐标系 | 第17-18页 |
| 2.2.4 欧拉角、坐标转换 | 第18-19页 |
| 2.3 小型无人直升机的整体结构 | 第19-20页 |
| 2.3.1 小型无人直升机的机械结构 | 第19-20页 |
| 2.3.2 小型无人直升机的动力学结构 | 第20页 |
| 2.4 小型无人直升机的飞行原理与操纵机构 | 第20-21页 |
| 2.4.1 直升机的飞行原理 | 第20-21页 |
| 2.4.2 直升机的操纵机构 | 第21页 |
| 2.5 挥舞角 | 第21-25页 |
| 2.5.1 挥舞角的形成原因 | 第21-23页 |
| 2.5.2 挥舞角的表达 | 第23-24页 |
| 2.5.3 后倒角、侧倒角的推导 | 第24-25页 |
| 2.6 桨距角 | 第25-26页 |
| 2.7 主旋翼 | 第26-27页 |
| 2.7.1 主旋翼拉力 | 第26页 |
| 2.7.2 主旋翼反扭矩 | 第26-27页 |
| 2.7.3 主旋翼力矩 | 第27页 |
| 2.7.4 主旋翼建模小结 | 第27页 |
| 2.8 尾桨 | 第27-28页 |
| 2.9 机身 | 第28页 |
| 2.10 重力分量 | 第28-29页 |
| 2.11 刚性惯量 | 第29页 |
| 2.12 总平衡表达式 | 第29-30页 |
| 2.13 直升机刚体动力学方程 | 第30页 |
| 2.14 小型无人直升机的刚体运动学方程 | 第30页 |
| 2.15 姿态角和角速度之间的关系 | 第30-31页 |
| 2.16 总体模型 | 第31页 |
| 2.17 本章小结 | 第31-32页 |
| 第3章 飞控系统总体设计 | 第32-37页 |
| 3.1 引言 | 第32页 |
| 3.2 小型无人直升机飞控算法总体方案 | 第32-35页 |
| 3.2.1 小型无人直升机的飞行状态划分 | 第32-33页 |
| 3.2.2 姿态、速度控制系统总体方案 | 第33-34页 |
| 3.2.3 位置控制系统总体方案 | 第34-35页 |
| 3.3 飞控系统仿真验证方案 | 第35-37页 |
| 3.3.1 基于理论分析的对比验证 | 第35-36页 |
| 3.3.2 基于Matlab中数学模型的仿真验证 | 第36页 |
| 3.3.3 基于FlightGear飞行模拟器的仿真验证 | 第36-37页 |
| 第4章 PID算法和自抗扰算法对比分析 | 第37-47页 |
| 4.1 PID控制原理 | 第37-40页 |
| 4.1.1 比例环节 | 第37-38页 |
| 4.1.2 积分环节 | 第38-39页 |
| 4.1.3 微分环节 | 第39-40页 |
| 4.2 自抗扰控制原理 | 第40-45页 |
| 4.2.1 安排过渡过程 | 第41-42页 |
| 4.2.2 微分信号的提取 | 第42-43页 |
| 4.2.3 非线性组合 | 第43-44页 |
| 4.2.4 扩张状态观测器与扰动估计补偿 | 第44-45页 |
| 4.3 自抗扰控制器 | 第45-46页 |
| 4.4 控制系统衡量标准 | 第46页 |
| 4.5 本章小结 | 第46-47页 |
| 第5章 基于自抗扰控制器的飞控系统设计 | 第47-61页 |
| 5.1 引言 | 第47页 |
| 5.2 姿态、速度控制系统 | 第47-56页 |
| 5.2.1 纵向通道 | 第48-52页 |
| 5.2.2 横向通道 | 第52-54页 |
| 5.2.3 高度通道 | 第54-55页 |
| 5.2.4 偏航通道 | 第55-56页 |
| 5.3 位置控制系统 | 第56-58页 |
| 5.3.1 纵向通道 | 第56-57页 |
| 5.3.2 横向通道 | 第57页 |
| 5.3.3 高度通道 | 第57-58页 |
| 5.4 前飞—转向式飞行 | 第58-59页 |
| 5.5 农业植保式飞行 | 第59-61页 |
| 第6章 飞控系统的仿真与对比分析 | 第61-74页 |
| 6.1 数学模型仿真 | 第61-63页 |
| 6.1.1 数学仿真模型的建立 | 第61-62页 |
| 6.1.2 基于自抗扰控制器的小型无人直升机控制系统 | 第62页 |
| 6.1.3 基于PID控制器的小型无人直升机飞控系统 | 第62-63页 |
| 6.2 自抗扰控制与PID控制对比结果分析 | 第63-68页 |
| 6.2.1 基于二阶积分模型的对比分析 | 第63-65页 |
| 6.2.2 基于小型无人直升机模型的对比分析 | 第65-68页 |
| 6.3 自抗扰算法改进前后对比分析 | 第68-70页 |
| 6.4 改进后自抗扰控制器性能分析 | 第70-71页 |
| 6.5 FlightGear仿真 | 第71-73页 |
| 6.6 实际系统应用 | 第73-74页 |
| 第7章 总结与展望 | 第74-75页 |
| 7.1 总结 | 第74页 |
| 7.2 展望 | 第74-75页 |
| 参考文献 | 第75-78页 |
| 发表论文及参加科研情况说明 | 第78-79页 |
| 致谢 | 第79-80页 |
