四旋翼无人机自主控制系统设计
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 1 绪论 | 第8-14页 |
| 1.1 论文的研究背景及意义 | 第8-9页 |
| 1.2 课题的国内外研究现状 | 第9-11页 |
| 1.3 飞行器的关键技术 | 第11-12页 |
| 1.4 课题研究内容及目标 | 第12-14页 |
| 2 四旋翼飞行器飞行原理及算法研究 | 第14-22页 |
| 2.1 四旋翼无人飞行器的特点 | 第14-15页 |
| 2.2 飞行器飞行控制原理 | 第15-16页 |
| 2.3 飞行器控制算法 | 第16-22页 |
| 2.3.1 控制算法理论 | 第16-18页 |
| 2.3.2 PID 控制器 | 第18-22页 |
| 3 基于四元数的飞行器姿态解算 | 第22-38页 |
| 3.1 飞行器姿态解算算法简介 | 第22-23页 |
| 3.2 姿态矩阵理论 | 第23-29页 |
| 3.2.1 方向余弦法 | 第23-25页 |
| 3.2.2 欧拉角法 | 第25-27页 |
| 3.2.3 四元数法 | 第27-29页 |
| 3.3 姿态更新理论 | 第29-36页 |
| 3.3.1 方向余弦算法 | 第30-31页 |
| 3.3.2 四元数算法 | 第31-36页 |
| 3.4 四元数法飞行器姿态解算 | 第36-38页 |
| 4 四旋翼飞行器动力学建模及控制系统仿真 | 第38-52页 |
| 4.1 四旋翼飞行器动力学建模 | 第38-46页 |
| 4.1.1 动力学非线性模型建立 | 第38-42页 |
| 4.1.2 动力学线性模型建立 | 第42-46页 |
| 4.2 四旋翼控制系统仿真模型建立 | 第46-48页 |
| 4.3 控制系统 simulink 仿真 | 第48-52页 |
| 4.3.1 控制系统的响应速度仿真 | 第48-50页 |
| 4.3.2 飞行器在悬停状态下的稳定性 | 第50-52页 |
| 5 四旋翼飞行器控制系统设计 | 第52-60页 |
| 5.1 四旋翼飞行器的总体方案介绍 | 第52页 |
| 5.2 四旋翼飞行器的硬件设计 | 第52-57页 |
| 5.2.1 硬件总体设计 | 第52页 |
| 5.2.2 微处理器 STM32 及最小系统 | 第52-54页 |
| 5.2.3 传感器模块 | 第54-57页 |
| 5.3 系统算法与软件设计 | 第57-60页 |
| 5.3.1 飞行控制器结构及 PID 控制算法 | 第57页 |
| 5.3.2 控制系统软件总体设计 | 第57-58页 |
| 5.3.3 姿态解算程序设计 | 第58-60页 |
| 6 系统调试与结论 | 第60-65页 |
| 6.1 系统总体调试及遇到的问题 | 第60-64页 |
| 6.1.1 姿态解算算法调试 | 第60-62页 |
| 6.1.2 PID 参数调试 | 第62-64页 |
| 6.2 总结 | 第64-65页 |
| 参考文献 | 第65-68页 |
| 在学研究成果 | 第68-69页 |
| 致谢 | 第69页 |
