| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5页 |
| 第一章 绪论 | 第8-12页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第8页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第8-10页 |
| 1.3 本文结构安排 | 第10-12页 |
| 第二章 四旋翼飞行器相关原理概述 | 第12-24页 |
| 2.1 飞行器相关原理 | 第12-16页 |
| 2.1.1 飞行器的结构和姿态 | 第12-15页 |
| 2.1.2 飞行器的动力学原理 | 第15-16页 |
| 2.2 姿态的获取和融合 | 第16-21页 |
| 2.2.1 姿态角和坐标系的定义 | 第16-17页 |
| 2.2.2 姿态角在坐标系中的转换 | 第17-18页 |
| 2.2.3 姿态角的获取 | 第18-19页 |
| 2.2.4 基于四元数的姿态更新 | 第19-20页 |
| 2.2.5 姿态融合 | 第20-21页 |
| 2.3 PID算法的原理及改进 | 第21-24页 |
| 2.3.1 PID系统的基本原理 | 第21-22页 |
| 2.3.2 双回路PID算法 | 第22-24页 |
| 第三章 四旋翼飞行器的硬件设计方案 | 第24-42页 |
| 3.1 硬件系统的整体架构 | 第24页 |
| 3.2 主控芯片的选型 | 第24-26页 |
| 3.3 姿态传感器的选型 | 第26-30页 |
| 3.3.1 六轴传感器 | 第26-29页 |
| 3.3.2 地磁传感器 | 第29-30页 |
| 3.4 无线遥控模块 | 第30-32页 |
| 3.4.1 遥控模块的选型 | 第30-32页 |
| 3.4.2 遥控模块的连接 | 第32页 |
| 3.5 机架和电机模块 | 第32-37页 |
| 3.5.1 机架的选取 | 第32-33页 |
| 3.5.2 电机简介 | 第33-35页 |
| 3.5.3 电机的选型 | 第35-37页 |
| 3.5.4 硬件连接 | 第37页 |
| 3.6 蓝牙与电源模块 | 第37-40页 |
| 3.6.1 电池模块 | 第37-38页 |
| 3.6.2 蓝牙模块 | 第38-40页 |
| 3.7 飞控板的绘制 | 第40-41页 |
| 3.8 本章小结 | 第41-42页 |
| 第四章 四旋翼飞行器的软件设计 | 第42-60页 |
| 4.1 软件系统整体架构 | 第42页 |
| 4.2 状态机的架构和转换条件的设计 | 第42-45页 |
| 4.3 遥控信号的捕获 | 第45-47页 |
| 4.3.1 原始信号的测量 | 第45页 |
| 4.3.2 飞控板的PWM信号捕获 | 第45-47页 |
| 4.4 姿态获取的软件实现 | 第47-49页 |
| 4.4.1 原始数据获取 | 第47-48页 |
| 4.4.2 姿态融合 | 第48-49页 |
| 4.5 FIR滤波器的结构和软件实现 | 第49-54页 |
| 4.5.1 滤波器的结构 | 第50页 |
| 4.5.2 基于STM32F10xDSP库的FIR实现 | 第50-51页 |
| 4.5.3 滤波器的结构和参数设计 | 第51-52页 |
| 4.5.4 实现效果 | 第52-54页 |
| 4.6 双回路PID算法的软件实现 | 第54-56页 |
| 4.6.1 Pitch和Roll的双回路PID算法 | 第55页 |
| 4.6.2 Yaw的双回路PID算法 | 第55-56页 |
| 4.6.3 参数调试经验 | 第56页 |
| 4.7 电机输出 | 第56-59页 |
| 4.7.1 电机信号输出的基本过程 | 第56-57页 |
| 4.7.2 定时器配置 | 第57-59页 |
| 4.8 本章小结 | 第59-60页 |
| 第五章 四旋翼飞行器的整体实现 | 第60-68页 |
| 5.1 参数的调试 | 第60-63页 |
| 5.2 滤波器的实现效果 | 第63-64页 |
| 5.3 整体效果展示 | 第64-65页 |
| 5.4 本章小结 | 第65-68页 |
| 第六章 总结与展望 | 第68-70页 |
| 参考文献 | 第70-74页 |
| 攻读学位期间所取得的相关科研成果 | 第74-76页 |
| 致谢 | 第76页 |