| 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 |