基于STM32的小型无人机飞行控制系统设计
| 摘要 | 第10-11页 |
| 英文摘要 | 第11-12页 |
| 1 前言 | 第13-19页 |
| 1.1 研究目的和意义 | 第13-14页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第14-17页 |
| 1.3 研究的主要内容 | 第17-18页 |
| 1.4 本文组织结构 | 第18-19页 |
| 2 飞行控制系统方案设计 | 第19-26页 |
| 2.1 飞行系统简介 | 第19-20页 |
| 2.1.1 飞控组成和功能介绍 | 第19-20页 |
| 2.1.2 飞控的基本原理 | 第20页 |
| 2.2 小型无人机模型 | 第20-24页 |
| 2.2.1 基本假设条件 | 第20-21页 |
| 2.2.2 常用坐标系 | 第21页 |
| 2.2.3 运动学参数 | 第21-22页 |
| 2.2.4 无人机运动方程 | 第22-23页 |
| 2.2.5 气动力和力矩的计算 | 第23-24页 |
| 2.3 飞控的整体设计 | 第24-25页 |
| 2.3.1 系统设计方案 | 第24-25页 |
| 2.3.2 系统设计要求 | 第25页 |
| 2.4 本章小结 | 第25-26页 |
| 3 无人机飞控硬件设计 | 第26-35页 |
| 3.1 飞控系统硬件总体设计 | 第26页 |
| 3.2 处理器芯片 | 第26-27页 |
| 3.3 传感器模块 | 第27-30页 |
| 3.3.1 加速度计、陀螺仪、磁强计 | 第27-28页 |
| 3.3.2 GPS传感器 | 第28-29页 |
| 3.3.3 气压计 | 第29页 |
| 3.3.4 压差传感器 | 第29-30页 |
| 3.4 舵机模块 | 第30页 |
| 3.5 通信模块 | 第30-31页 |
| 3.6 接口电路设计 | 第31-34页 |
| 3.6.1 USB接口 | 第31页 |
| 3.6.2 A/D转换模块 | 第31-32页 |
| 3.6.3 PWM电路 | 第32-33页 |
| 3.6.4 其他接口 | 第33-34页 |
| 3.7 本章小结 | 第34-35页 |
| 4 无人机飞控软件设计 | 第35-49页 |
| 4.1 软件系统设计方案 | 第35页 |
| 4.2 飞控系统软件流程 | 第35-37页 |
| 4.3 软件开发环境介绍 | 第37页 |
| 4.4 系统初始化 | 第37-38页 |
| 4.5 传感器数据采集 | 第38-40页 |
| 4.5.1 BNO055 | 第38-39页 |
| 4.5.2 GPS模块 | 第39-40页 |
| 4.5.3 气压计 | 第40页 |
| 4.6 无人机导航计算 | 第40-43页 |
| 4.6.1 侧偏距计算 | 第41-42页 |
| 4.6.2 航向角计算 | 第42页 |
| 4.6.3 直线巡航航向角计算 | 第42-43页 |
| 4.6.4 圆周巡航航向角计算 | 第43页 |
| 4.7 PID控制方法 | 第43-44页 |
| 4.8 纵向控制律设计 | 第44-46页 |
| 4.8.1 俯仰姿态控制 | 第44-45页 |
| 4.8.2 高度回路 | 第45-46页 |
| 4.9 横向控制律设计 | 第46-47页 |
| 4.9.1 滚转姿态控制 | 第46-47页 |
| 4.9.2 航向角控制 | 第47页 |
| 4.10 速度与方向控制 | 第47-48页 |
| 4.10.1 速度控制 | 第47-48页 |
| 4.10.2 方向舵控制 | 第48页 |
| 4.11 本章小结 | 第48-49页 |
| 5 无人机仿真与测试 | 第49-63页 |
| 5.1 飞行仿真 | 第49-58页 |
| 5.1.1 MATLAB简介 | 第49-50页 |
| 5.1.2 仿真系统组成 | 第50-53页 |
| 5.1.3 直线巡航航线仿真 | 第53-56页 |
| 5.1.4 圆周巡航航线仿真 | 第56-58页 |
| 5.2 测试 | 第58-62页 |
| 5.2.1 测试系统组成 | 第59页 |
| 5.2.2 飞机模型 | 第59-60页 |
| 5.2.3 飞控搭载实验 | 第60-62页 |
| 5.3 本章小结 | 第62-63页 |
| 6 总结与展望 | 第63-65页 |
| 6.1 总结 | 第63页 |
| 6.2 展望 | 第63-65页 |
| 致谢 | 第65-66页 |
| 参考文献 | 第66-69页 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 | 第69页 |
