| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 第1章 绪论 | 第8-15页 |
| 1.1 课题来源 | 第8页 |
| 1.2 研究背景及意义 | 第8-9页 |
| 1.3 相关领域国内外研究现状 | 第9-13页 |
| 1.3.1 四旋翼无人机发展历程 | 第9-10页 |
| 1.3.2 四旋翼无人机控制算法研究现状 | 第10-12页 |
| 1.3.3 四旋翼无人机运动状态估计算法研究现状 | 第12-13页 |
| 1.4 本论文的主要工作 | 第13-15页 |
| 第2章 四旋翼无人机动力学建模 | 第15-25页 |
| 2.1 无人机姿态描述参数的选择 | 第15-20页 |
| 2.1.1 惯性坐标系与动坐标系的关系 | 第15-17页 |
| 2.1.2 欧拉角对姿态的描述 | 第17-18页 |
| 2.1.3 四元数对姿态的描述 | 第18-20页 |
| 2.2 无人机动力学分析 | 第20-22页 |
| 2.3 无人机动力学方程建立 | 第22-24页 |
| 2.3.1 无人机数学模型 | 第22-23页 |
| 2.3.2 无刷电机的数学模型 | 第23-24页 |
| 2.4 本章小结 | 第24-25页 |
| 第3章 基于PID思想的四旋翼无人机控制器设计与仿真 | 第25-38页 |
| 3.1 PID控制思想 | 第25-26页 |
| 3.2 旋转矩阵反馈下的无人机控制器设计 | 第26-29页 |
| 3.2.1 旋转矩阵反馈下误差函数的设计 | 第26-27页 |
| 3.2.2 基于旋转矩阵反馈的姿态和位置控制器 | 第27-29页 |
| 3.3 四元数反馈下的无人机控制器设计 | 第29-33页 |
| 3.3.1 四元数反馈下误差函数的设计 | 第29-30页 |
| 3.3.2 基于四元数反馈的姿态和位置控制器 | 第30-31页 |
| 3.3.3 解决四元数退绕现象的方法 | 第31-32页 |
| 3.3.4 稳定性分析 | 第32-33页 |
| 3.4 仿真结果分析 | 第33-36页 |
| 3.5 本章小结 | 第36-38页 |
| 第4章 基于ADRC的四旋翼无人机控制器设计与仿真 | 第38-52页 |
| 4.1 ADRC控制原理 | 第38-44页 |
| 4.1.1 安排过渡过程 | 第38-41页 |
| 4.1.2 扰动的有效估计 | 第41-42页 |
| 4.1.3 高效的误差反馈策略 | 第42-43页 |
| 4.1.4 ADRC控制器的设计 | 第43-44页 |
| 4.2 四元数反馈下的无人机ADRC设计 | 第44-47页 |
| 4.2.1 无人机四元数积分器串联方程 | 第44-45页 |
| 4.2.2 基于ADRC的无人机控制器数学模型 | 第45-46页 |
| 4.2.3 ADRC参数的整定 | 第46-47页 |
| 4.3 仿真结果分析 | 第47-50页 |
| 4.4 本章小结 | 第50-52页 |
| 第5章 四旋翼无人机姿态估计与仿真 | 第52-60页 |
| 5.1 MEMS传感器模型 | 第52页 |
| 5.2 UKF对传感器数据的预处理 | 第52-56页 |
| 5.2.1 UKF滤波原理 | 第52-55页 |
| 5.2.2 传感器数据的UKF滤波 | 第55-56页 |
| 5.3 多传感器互补融合滤波器设计 | 第56-57页 |
| 5.4 仿真结果分析 | 第57-59页 |
| 5.5 本章小结 | 第59-60页 |
| 第6章 总结与展望 | 第60-62页 |
| 6.1 论文总结 | 第60页 |
| 6.2 未来工作展望 | 第60-62页 |
| 致谢 | 第62-63页 |
| 参考文献 | 第63-66页 |
| 攻读硕士学位期间发表论文 | 第66-67页 |
| 附录 | 第67-70页 |