基于Cortex-M4的四旋翼无人机控制系统的研究与实现
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4页 |
| 1 绪论 | 第7-14页 |
| 1.1 课题背景与意义 | 第7-8页 |
| 1.2 研究历史与现状 | 第8-12页 |
| 1.2.1 国外研究工作进展 | 第8-11页 |
| 1.2.2 国内研究工作进展 | 第11-12页 |
| 1.3 本文的主要工作 | 第12-14页 |
| 2 四旋翼无人机系统设计 | 第14-34页 |
| 2.1 无人机总体结构设计 | 第14-15页 |
| 2.2 无人机硬件系统设计 | 第15-27页 |
| 2.2.1 主控制器系统的设计 | 第16-18页 |
| 2.2.2 电机驱动系统的设计 | 第18-20页 |
| 2.2.3 电源管理系统的设计 | 第20-23页 |
| 2.2.4 传感器模块的设计 | 第23-26页 |
| 2.2.5 通信模块与地面站模块的设计 | 第26-27页 |
| 2.3 系统软件的设计 | 第27-32页 |
| 2.3.1 系统软件初始化 | 第28页 |
| 2.3.2 数据采集模块 | 第28-29页 |
| 2.3.3 无线传输模块 | 第29-32页 |
| 2.4 PCB设计 | 第32-33页 |
| 2.4.1 PCB板布局设计 | 第32-33页 |
| 2.4.2 PCB规则设计 | 第33页 |
| 2.5 本章小结 | 第33-34页 |
| 3 高效姿态融合算法的设计 | 第34-45页 |
| 3.1 离散卡尔曼滤波 | 第34-37页 |
| 3.1.1 滤波器原理 | 第34-36页 |
| 3.1.2 离散卡尔曼滤波器算法 | 第36-37页 |
| 3.2 扩展卡尔曼滤波器 | 第37-40页 |
| 3.2.1 估计过程信号 | 第38页 |
| 3.2.2 扩展卡尔曼滤波器的计算原型 | 第38-40页 |
| 3.3 基于EKF的姿态融合 | 第40-44页 |
| 3.3.1 预测算法 | 第41-42页 |
| 3.3.2 校正算法 | 第42-43页 |
| 3.3.3 获取姿态矩阵 | 第43-44页 |
| 3.4 本章小结 | 第44-45页 |
| 4 轨迹跟踪控制器的设计 | 第45-57页 |
| 4.1 控制器总体设计 | 第45-46页 |
| 4.2 四旋翼无人机动力学模型 | 第46-50页 |
| 4.2.1 四旋翼无人机的动力学方程 | 第46-47页 |
| 4.2.2 四旋翼无人机的动态方程 | 第47-50页 |
| 4.3 反馈线性化控制器 | 第50-56页 |
| 4.3.1 内环控制器设计 | 第50-54页 |
| 4.3.2 外环控制器的设计 | 第54-56页 |
| 4.4 本章小结 | 第56-57页 |
| 5 仿真结果与分析 | 第57-62页 |
| 结论 | 第62-63页 |
| 参考文献 | 第63-66页 |
| 致谢 | 第66-67页 |
