基于跳变系统的四旋翼无人机姿态控制方法研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 第1章 绪论 | 第8-17页 |
| 1.1 课题来源以及研究的背景和意义 | 第8-10页 |
| 1.1.1 课题来源 | 第8页 |
| 1.1.2 课题研究的背景和意义 | 第8-10页 |
| 1.2 国内外研究现状分析 | 第10-15页 |
| 1.2.1 四旋翼无人机的发展概述 | 第10-13页 |
| 1.2.2 四旋翼无人机控制方法的研究 | 第13-14页 |
| 1.2.3 跳变系统和模型参考跟踪控制的研究现状 | 第14-15页 |
| 1.3 论文主要研究内容及章节安排 | 第15-17页 |
| 第2章 四旋翼无人机建模与控制问题描述 | 第17-30页 |
| 2.1 引言 | 第17页 |
| 2.2 四旋翼无人机的工作原理 | 第17-19页 |
| 2.2.1 对四旋翼的姿态控制描述 | 第18页 |
| 2.2.2 对高度的控制描述 | 第18页 |
| 2.2.3 对四旋翼的水平移动控制描述 | 第18-19页 |
| 2.3 坐标系建立 | 第19-20页 |
| 2.3.1 机体坐标系B | 第19页 |
| 2.3.2 地面坐标系E | 第19页 |
| 2.3.3 坐标系的转换关系 | 第19-20页 |
| 2.4 四旋翼运动方程的建立 | 第20-23页 |
| 2.4.1 四旋翼质心的平动方程 | 第21-22页 |
| 2.4.2 四旋翼转动运动方程 | 第22-23页 |
| 2.5 模型简化 | 第23-24页 |
| 2.6 四旋翼姿态控制问题的描述 | 第24-29页 |
| 2.6.1 四旋翼无人机的控制模型 | 第24-26页 |
| 2.6.2 跳变系统模型 | 第26-29页 |
| 2.7 本章小结 | 第29-30页 |
| 第3章 控制器设计方法 | 第30-39页 |
| 3.1 引言 | 第30页 |
| 3.2 问题描述 | 第30-31页 |
| 3.3 前馈补偿器的存在条件 | 第31-32页 |
| 3.4 状态反馈控制器的设计 | 第32-36页 |
| 3.5 前馈补偿器设计 | 第36-37页 |
| 3.6 控制器设计流程 | 第37-38页 |
| 3.7 本章小结 | 第38-39页 |
| 第4章 基于跳变系统的四旋翼姿态控制器设计与仿真 | 第39-48页 |
| 4.1 引言 | 第39页 |
| 4.2 四旋翼无人机的仿真参数 | 第39-41页 |
| 4.2.1 四旋翼基本参数 | 第39页 |
| 4.2.2 估算输入上限约束 | 第39页 |
| 4.2.3 选取系统矩阵 | 第39-41页 |
| 4.3 白噪声干扰下数值仿真 | 第41-44页 |
| 4.3.1 干扰矩阵选取 | 第41页 |
| 4.3.2 仿真结果 | 第41-44页 |
| 4.4 在阵风干扰下数值仿真 | 第44-47页 |
| 4.4.1 干扰矩阵的选取 | 第44页 |
| 4.4.2 仿真结果 | 第44-47页 |
| 4.5 本章小结 | 第47-48页 |
| 第5章 四旋翼平台搭建以及实验验证 | 第48-61页 |
| 5.1 引言 | 第48页 |
| 5.2 硬件电路设计 | 第48-51页 |
| 5.2.1 四旋翼无人机主控模块设计 | 第48-49页 |
| 5.2.2 惯性测量单元 | 第49-50页 |
| 5.2.3 供电电路 | 第50-51页 |
| 5.2.4 飞行控制电路主板 | 第51页 |
| 5.3 四旋翼的组件 | 第51-54页 |
| 5.3.1 机身 | 第51-52页 |
| 5.3.2 动力配置 | 第52-53页 |
| 5.3.3 其他配件 | 第53页 |
| 5.3.4 最终效果 | 第53-54页 |
| 5.4 控制系统程序设计 | 第54-57页 |
| 5.4.1 开发环境 | 第54-55页 |
| 5.4.2 程序层次 | 第55-56页 |
| 5.4.3 控制流程 | 第56-57页 |
| 5.5 实验思想 | 第57-58页 |
| 5.6 实验过程及结果分析 | 第58-60页 |
| 5.6.1 实验分析 | 第59页 |
| 5.6.2 试验中的不足 | 第59-60页 |
| 5.7 本章小结 | 第60-61页 |
| 结论 | 第61-63页 |
| 参考文献 | 第63-68页 |
| 致谢 | 第68页 |
