| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第10-16页 |
| 1.1 课题研究背景及其意义 | 第10-11页 |
| 1.1.1 环境问题 | 第10-11页 |
| 1.1.2 四旋翼飞行器与环境监测 | 第11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-15页 |
| 1.2.1 四旋翼飞行器研究现状 | 第11-14页 |
| 1.2.2 环境空气监测的研究现状 | 第14-15页 |
| 1.3 主要研究内容及结构 | 第15-16页 |
| 第2章 系统的总体设计 | 第16-21页 |
| 2.1 设计目标 | 第16页 |
| 2.2 系统总体结构 | 第16-17页 |
| 2.3 任务分解 | 第17-20页 |
| 2.3.1 飞行器机体设计 | 第17-18页 |
| 2.3.2 数学模型的建立 | 第18-19页 |
| 2.3.3 飞行控制器的设计 | 第19页 |
| 2.3.4 环境监测系统的设计 | 第19-20页 |
| 2.4 本章小结 | 第20-21页 |
| 第3章 环境监测四旋翼飞行器的建模 | 第21-35页 |
| 3.1 飞行器的工作原理 | 第21-24页 |
| 3.2 坐标系的建立 | 第24-28页 |
| 3.2.1 坐标系的定义 | 第24-27页 |
| 3.2.2 坐标转换矩阵 | 第27-28页 |
| 3.3 四旋翼飞行器的建模 | 第28-34页 |
| 3.3.1 动力学方程 | 第28-32页 |
| 3.3.2 运动学方程 | 第32-33页 |
| 3.3.3 四旋翼飞行器模型的简化 | 第33-34页 |
| 3.4 本章小结 | 第34-35页 |
| 第4章 四旋翼飞行控制器的设计 | 第35-47页 |
| 4.1 飞行器控制模块 | 第35-36页 |
| 4.2 基于PID控制器的设计与仿真 | 第36-41页 |
| 4.2.1 基于PID的姿态回路控制器的设计 | 第37-38页 |
| 4.2.2 基于PID的姿态回路控制的仿真 | 第38-41页 |
| 4.3 基于Backstepping控制器的设计与仿真 | 第41-45页 |
| 4.3.1 基于Backstepping姿态控制器的设计 | 第41-43页 |
| 4.3.2 基于Backstepping姿态控制器的仿真 | 第43-45页 |
| 4.4 控制器仿真性能对比 | 第45-46页 |
| 4.5 本章小结 | 第46-47页 |
| 第5章 系统的硬件设计与软件实现 | 第47-60页 |
| 5.1 总体设计方案 | 第47页 |
| 5.2 四旋翼飞行器控制单元的选型 | 第47-52页 |
| 5.2.1 主控模块 | 第47-48页 |
| 5.2.2 传感器模块 | 第48-51页 |
| 5.2.3 电源模块 | 第51-52页 |
| 5.3 环境监测系统的硬件选型 | 第52-56页 |
| 5.3.1 有害气体监测模块 | 第53-54页 |
| 5.3.2 烟尘颗粒监测模块 | 第54-55页 |
| 5.3.3 温湿度传感器 | 第55页 |
| 5.3.4 数据传输与存储模块 | 第55-56页 |
| 5.4 环境监测系统的软件实现 | 第56-59页 |
| 5.5 本章小结 | 第59-60页 |
| 第6章 系统试验测试 | 第60-65页 |
| 6.1 测试项目分析 | 第60页 |
| 6.2 飞行器实验样机 | 第60-61页 |
| 6.3 飞行器的调试 | 第61-62页 |
| 6.4 飞行测试 | 第62-63页 |
| 6.5 环境参数采集 | 第63-64页 |
| 6.6 本章小结 | 第64-65页 |
| 结论 | 第65-66页 |
| 参考文献 | 第66-69页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 | 第69-70页 |
| 致谢 | 第70页 |
