| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 1 绪论 | 第9-18页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第9页 |
| 1.2 飞行器国内外研究现状 | 第9-14页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第9-13页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第13-14页 |
| 1.3 小型四旋翼飞行器控制方法 | 第14-15页 |
| 1.4 飞行控制的主要问题 | 第15-16页 |
| 1.4.1 数学建模 | 第15-16页 |
| 1.4.2 姿态解算 | 第16页 |
| 1.4.3 飞行控制算法 | 第16页 |
| 1.5 论文的主要内容和章节安排 | 第16-18页 |
| 2 小型四旋翼飞行器的飞行原理及数学建模 | 第18-28页 |
| 2.1 飞行控制原理 | 第18-20页 |
| 2.2 动态特性方程 | 第20-26页 |
| 2.2.1 地面坐标系和机体坐标系描述及转换 | 第20-22页 |
| 2.2.2 建立数学模型 | 第22-26页 |
| 2.3 数学模型简化 | 第26-27页 |
| 2.4 本章小结 | 第27-28页 |
| 3 小型四旋翼飞行控制系统设计与仿真分析 | 第28-46页 |
| 3.1 基于PID的控制器设计 | 第29-33页 |
| 3.1.1 PID控制 | 第30-31页 |
| 3.1.2 基于PID的姿态控制 | 第31-33页 |
| 3.1.3 基于PID的高度控制 | 第33页 |
| 3.2 基于Backstepping的控制器设计 | 第33-37页 |
| 3.2.1 Backstepping控制 | 第34-35页 |
| 3.2.2 基于Backstepping的姿态控制 | 第35-37页 |
| 3.2.3 基于Backstepping的高度控制 | 第37页 |
| 3.3 控制算法仿真 | 第37-45页 |
| 3.3.1 PID控制算法仿真 | 第40-42页 |
| 3.3.2 Backstepping控制算法仿真 | 第42-45页 |
| 3.4 本章小结 | 第45-46页 |
| 4 小型四旋翼飞行器姿态解算与高度估计 | 第46-56页 |
| 4.1 姿态解算方法 | 第46-50页 |
| 4.2 互补滤波算法 | 第50-54页 |
| 4.2.1 互补滤波算法原理 | 第50-52页 |
| 4.2.2 基于互补滤波算法的姿态解算 | 第52-54页 |
| 4.3 高度估计 | 第54-55页 |
| 4.4 本章小结 | 第55-56页 |
| 5 小型四旋翼飞行器的实验平台搭建 | 第56-71页 |
| 5.1 实验平台总体方案设计 | 第56-57页 |
| 5.2 飞控板设计 | 第57-65页 |
| 5.2.1 微控制器模块 | 第57-59页 |
| 5.2.2 姿态测量模块 | 第59-63页 |
| 5.2.3 高度测量模块 | 第63-64页 |
| 5.2.4 电源模块 | 第64-65页 |
| 5.3 元器件选型 | 第65-70页 |
| 5.3.1 遥控器选型 | 第65-66页 |
| 5.3.2 接收机选型 | 第66-68页 |
| 5.3.3 电机选型 | 第68-69页 |
| 5.3.4 电子调速器选型 | 第69页 |
| 5.3.5 螺旋桨选型 | 第69-70页 |
| 5.3.6 机架选型 | 第70页 |
| 5.4 本章小结 | 第70-71页 |
| 6 系统软件设计及飞行测试 | 第71-91页 |
| 6.1 软件总体方案设计 | 第71-77页 |
| 6.1.1 姿态解算 | 第73-74页 |
| 6.1.2 姿态控制 | 第74页 |
| 6.1.3 气压计高度估计 | 第74-76页 |
| 6.1.4 定高控制 | 第76-77页 |
| 6.2 飞行控制系统调试 | 第77-80页 |
| 6.2.1 PID控制器参数调节 | 第79-80页 |
| 6.2.2 Backstepping控制器参数调节 | 第80页 |
| 6.3 飞行验证 | 第80-90页 |
| 6.3.1 姿态解算测试 | 第80-84页 |
| 6.3.2 基于PID控制算法的飞行验证 | 第84-87页 |
| 6.3.3 基于Backstepping控制算法的飞行验证 | 第87-90页 |
| 6.4 本章小结 | 第90-91页 |
| 结论 | 第91-93页 |
| 致谢 | 第93-94页 |
| 参考文献 | 第94-98页 |
