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面向四旋翼无人机的非线性控制方法与实现

致谢第5-6页
摘要第6-8页
Abstract第8-10页
1 绪论第19-29页
    1.1 背景和意义第19-20页
    1.2 国内外研究现状第20-25页
        1.2.1 经典线性控制方法第20-21页
        1.2.2 基于模型的非线性控制方法第21-24页
        1.2.3 基于学习的控制方法第24-25页
    1.3 论文主要研究内容和结构第25-29页
2 四旋翼无人机建模第29-45页
    2.1 四旋翼无人机平台机理第29-30页
    2.2 运动学关系和动力学模型第30-32页
    2.3 执行器模型第32-35页
    2.4 模型辨识第35-43页
        2.4.1 四旋翼平台物理参数测定第35-36页
        2.4.2 执行器系统辨识第36-43页
            2.4.2.1 油门曲线子系统标定第37-38页
            2.4.2.2 转速动态子系统辨识第38-40页
            2.4.2.3 转速-作用力子系统测定第40-43页
    2.5 总结第43-45页
3 基于极限学习机的四旋翼无人机执行器系统故障检测第45-59页
    3.1 简介第45-46页
    3.2 ELM理论基础第46-48页
    3.3 执行器系统的ELM建模第48-51页
    3.4 故障检测方法第51-55页
        3.4.1 故障检测策略第52-54页
        3.4.2 网络规模优化第54-55页
    3.5 实验结果和分析第55-57页
    3.6 总结和展望第57-59页
4 基于参数调度的命令滤波反步法全状态反馈控制器设计第59-83页
    4.1 简介第59页
    4.2 全状态反馈CFBS控制器设计第59-67页
        4.2.1 位置子系统第61-62页
        4.2.2 速度子系统第62-63页
        4.2.3 姿态子系统第63-64页
        4.2.4 角速率子系统第64-65页
        4.2.5 偏航和垂向子系统第65页
        4.2.6 执行器子系统第65-67页
    4.3 参数调度机制第67-70页
    4.4 参数整定和仿真分析第70-72页
    4.5 实验结果和分析第72-81页
        4.5.1 实验1:悬停第74-75页
        4.5.2 实验2:矩形轨迹跟踪第75-78页
        4.5.3 实验3:螺旋线轨迹跟踪第78-81页
    4.6 总结和展望第81-83页
5 在线训练辅助的四旋翼无人机姿态控制策略研究第83-99页
    5.1 简介第83-84页
    5.2 串级PID的飞行控制器简介第84-85页
    5.3 基于ELM的姿态控制器第85-92页
        5.3.1 经典PID姿态控制器第85-86页
        5.3.2 基于ELM的直接逆控制第86-91页
            5.3.2.1 网络训练方法第88-90页
            5.3.2.2 直接逆控制策略第90-91页
        5.3.3 外环控制器第91-92页
    5.4 实验结果与分析第92-97页
        5.4.1 仿真第92-94页
        5.4.2 飞行实验第94-97页
            5.4.2.1 实验装置第94页
            5.4.2.2 网络配置第94-95页
            5.4.2.3 飞行实验结果第95-97页
    5.5 结论第97-99页
6 四旋翼无人机控制器硬件实现方法第99-117页
    6.1 简介第99-102页
        6.1.1 导航传感器第100-101页
        6.1.2 飞控计算机第101页
        6.1.3 数传链路第101页
        6.1.4 遥控接收机第101-102页
        6.1.5 飞行数据记录仪第102页
        6.1.6 执行器系统第102页
        6.1.7 机载电源、电源分配器等第102页
    6.2 飞控计算机平台第102-111页
        6.2.1 基于浮点DSP的飞控计算机平台第103-105页
            6.2.1.1 平台简介第103页
            6.2.1.2 平台方案第103-105页
            6.2.1.3 平台实现第105页
        6.2.2 基于ARM的飞控计算机平台第105-108页
            6.2.2.1 平台简介第105-106页
            6.2.2.2 平台方案第106-107页
            6.2.2.3 平台实现第107-108页
        6.2.3 平台特性对比第108-111页
    6.3 具有输入电压补偿的无人机转速闭环ESC第111-115页
        6.3.1 引言第111页
        6.3.2 ESC方案第111-112页
        6.3.3 转速控制第112-113页
        6.3.4 实现结果与分析第113-115页
    6.4 总结与展望第115-117页
7 总结和展望第117-121页
    7.1 研究工作总结第117-118页
    7.2 未来研究工作展望第118-121页
参考文献第121-129页
作者简历及在学期间所取得的科研成果第129页

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