四旋翼无人机实时仿真平台设计与运动控制技术研究
| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-16页 |
| 1.1 四旋翼无人机的研究背景和意义 | 第11-12页 |
| 1.2 四旋翼无人机的发展历史和研究现状 | 第12-14页 |
| 1.2.1 四旋翼无人机的发展历史 | 第12页 |
| 1.2.2 四旋翼无人机的研究现状 | 第12-14页 |
| 1.3 本文主要研究内容 | 第14-16页 |
| 第二章 四旋翼无人机软硬件系统的设计 | 第16-26页 |
| 2.1 四旋翼无人机硬件系统设计 | 第16-22页 |
| 2.1.1 硬件系统整体结构 | 第16-17页 |
| 2.1.2 微控制器模块设计 | 第17-18页 |
| 2.1.3 惯性导航模块设计 | 第18-20页 |
| 2.1.4 通信系统模块设计 | 第20页 |
| 2.1.5 串口模块设计 | 第20-21页 |
| 2.1.6 电源模块设计 | 第21页 |
| 2.1.7 版图设计 | 第21-22页 |
| 2.2 四旋翼无人机软件系统设计 | 第22-25页 |
| 2.3 小结 | 第25-26页 |
| 第三章 四旋翼无人机实时仿真平台的设计 | 第26-39页 |
| 3.1 实时仿真平台概述 | 第26页 |
| 3.2 四旋翼无人机的结构和姿态表征 | 第26-31页 |
| 3.2.1 结构分析 | 第26-28页 |
| 3.2.2 运动学分析 | 第28-30页 |
| 3.2.3 动力学和受力分析 | 第30-31页 |
| 3.3 传感器数据分析 | 第31-33页 |
| 3.3.1 误差分析 | 第31-32页 |
| 3.3.2 初始对准 | 第32页 |
| 3.3.3 实时速度和位移的更新 | 第32-33页 |
| 3.4 四旋翼无人机模型设计 | 第33-36页 |
| 3.5 运动控制算法模块设计 | 第36-37页 |
| 3.6 图形用户界面设计 | 第37-38页 |
| 3.7 小结 | 第38-39页 |
| 第四章 控制系统的设计与仿真 | 第39-54页 |
| 4.1 四旋翼无人机控制系统简介 | 第39-40页 |
| 4.2 PID控制系统设计 | 第40-45页 |
| 4.2.1 PID控制算法原理 | 第40页 |
| 4.2.2 PID控制系统设计 | 第40-41页 |
| 4.2.3 PID控制系统仿真分析 | 第41-45页 |
| 4.3 改进的积分反演控制系统设计 | 第45-53页 |
| 4.3.1 积分反演控制算法原理 | 第45-47页 |
| 4.3.2 改进的积分反演控制系统设计 | 第47-48页 |
| 4.3.3 改进的积分反演控制系统仿真分析 | 第48-53页 |
| 4.4 小结 | 第53-54页 |
| 第五章 姿态解算系统的设计与测试分析 | 第54-67页 |
| 5.1 姿态解算基础理论 | 第54-57页 |
| 5.1.1 四元数 | 第54-55页 |
| 5.1.2 常用数字滤波方法 | 第55页 |
| 5.1.3 卡尔曼滤波算法 | 第55-57页 |
| 5.2 姿态解算系统设计与仿真 | 第57-62页 |
| 5.2.1 基于互补滤波的姿态解算 | 第57-58页 |
| 5.2.2 基于四元数的姿态解算 | 第58-59页 |
| 5.2.3 基于卡尔曼滤波的姿态解算 | 第59-60页 |
| 5.2.4 姿态解算系统仿真分析 | 第60-62页 |
| 5.3 实时仿真平台的运行测试 | 第62-63页 |
| 5.4 运动控制算法实测分析 | 第63-66页 |
| 5.4.1 加速度器的校准分析 | 第63-64页 |
| 5.4.2 怠速状态下的姿态角分析 | 第64页 |
| 5.4.3 悬停状态下的姿态角分析 | 第64-66页 |
| 5.5 小结 | 第66-67页 |
| 第六章 总结与展望 | 第67-69页 |
| 6.1 总结 | 第67-68页 |
| 6.2 展望 | 第68-69页 |
| 参考文献 | 第69-73页 |
| 致谢 | 第73-75页 |
| 附录 | 第75页 |
