四旋翼飞行器控制器的设计及实现
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 第1章 绪论 | 第9-16页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第9页 |
| 1.2 国内外发展现状 | 第9-14页 |
| 1.3 四旋翼飞行器的研究热点 | 第14-15页 |
| 1.4 论文内容安排 | 第15-16页 |
| 第2章 系统总体设计概述 | 第16-23页 |
| 2.1 四旋翼飞行器飞行原理简介 | 第16-18页 |
| 2.2 捷联式惯性导航设计 | 第18-21页 |
| 2.2.1 方向余弦阵 | 第18-20页 |
| 2.2.2 四元数法 | 第20-21页 |
| 2.3 硬件总体设计 | 第21页 |
| 2.4 软件总体设计 | 第21-22页 |
| 2.5 本章小结 | 第22-23页 |
| 第3章 硬件系统设计 | 第23-34页 |
| 3.1 硬件选型 | 第23-27页 |
| 3.1.1 核心控制器的选型 | 第23页 |
| 3.1.2 姿态传感器的选型 | 第23-24页 |
| 3.1.3 数字罗盘的选型 | 第24-25页 |
| 3.1.4 高度传感器的选型 | 第25页 |
| 3.1.5 无线通讯模块的选型 | 第25-26页 |
| 3.1.6 无刷电调的设计 | 第26-27页 |
| 3.2 硬件系统设计 | 第27-33页 |
| 3.2.1 电源模块设计 | 第28-29页 |
| 3.2.2 外部存储器模块 | 第29-30页 |
| 3.2.3 JTAG 接口电路 | 第30-31页 |
| 3.2.4 复位电路 | 第31-32页 |
| 3.2.5 信号逻辑电平匹配设计 | 第32页 |
| 3.2.6 驱动器的设计 | 第32-33页 |
| 3.3 PCB 设计 | 第33页 |
| 3.4 本章小结 | 第33-34页 |
| 第4章 软件系统设计 | 第34-46页 |
| 4.1 软件系统总流程 | 第34-35页 |
| 4.2 系统初始化 | 第35-36页 |
| 4.2.1 软件系统初始化 | 第35页 |
| 4.2.2 硬件系统初始化 | 第35-36页 |
| 4.3 传感器数据采集模块 | 第36-39页 |
| 4.3.1 IIC 通讯协议 | 第36-38页 |
| 4.3.2 高度传感器数据读取 | 第38-39页 |
| 4.4 姿态角解算 | 第39-42页 |
| 4.4.1 卡尔曼滤波算法 | 第39-40页 |
| 4.4.2 互补滤波算法 | 第40页 |
| 4.4.3 卡尔曼滤波和互补滤波结果比较 | 第40-41页 |
| 4.4.4 互补滤波算法在四旋翼飞行器上的应用 | 第41-42页 |
| 4.5 控制模块 | 第42-45页 |
| 4.6 本章小结 | 第45-46页 |
| 第5章 电子调速器的设计 | 第46-57页 |
| 5.1 无传感器无刷直流电机的控制原理 | 第46-49页 |
| 5.1.1 无刷直流电机的工作原理 | 第46-48页 |
| 5.1.2 换向与调速 | 第48-49页 |
| 5.2 电子调速器硬件设计 | 第49-54页 |
| 5.2.1 电流电压检测电路 | 第50页 |
| 5.2.2 反电动势过零检测电路 | 第50-51页 |
| 5.2.3 三相全桥驱动电路 | 第51-54页 |
| 5.3 电子调速器软件设计 | 第54-56页 |
| 5.3.1 上电时的 MOS 管自检 | 第54-55页 |
| 5.3.2 启动算法 | 第55-56页 |
| 5.3.3 过零检测与换相 | 第56页 |
| 5.4 本章小结 | 第56-57页 |
| 第6章 系统调试 | 第57-65页 |
| 6.1 电路板电源调试 | 第57-58页 |
| 6.2 超声波传感器的调试 | 第58-59页 |
| 6.3 姿态传感器的调试 | 第59页 |
| 6.4 遥控器输出信号的测试 | 第59-61页 |
| 6.5 数据融合参数整定 | 第61-63页 |
| 6.6 姿态控制的 PD 参数整定 | 第63-64页 |
| 6.7 本章小结 | 第64-65页 |
| 第7章 全文总结与展望 | 第65-67页 |
| 致谢 | 第67-68页 |
| 参考文献 | 第68-71页 |
| 附录A 飞行器及其控制器实物图 | 第71-72页 |
| 附录B DSP 最小系统板原理图 | 第72-73页 |
| 附录C 底板电路原理图 | 第73-74页 |
| 附录D 电子调速器电路原理图 | 第74-75页 |
| 附录E 部分程序代码 | 第75-88页 |
