| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-10页 |
| 1 绪论 | 第13-29页 |
| 1.1 课题研究背景和意义 | 第13-15页 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 | 第15-25页 |
| 1.2.1 四旋翼无人机发展及研究现状 | 第16-17页 |
| 1.2.2 四旋翼无人机编队飞行国内外研究现状 | 第17-25页 |
| 1.3 论文的主要工作和创新 | 第25-26页 |
| 1.4 论文主要内容及组织 | 第26-29页 |
| 2 旋翼无人机编队控制理论预备知识 | 第29-39页 |
| 2.1 引言 | 第29页 |
| 2.2 代数图论 | 第29-32页 |
| 2.2.1 图的基本概念 | 第29-30页 |
| 2.2.2 矩阵描述 | 第30-32页 |
| 2.3 四旋翼无人机数学模型 | 第32-38页 |
| 2.3.1 四旋翼无人机动力学方程 | 第33-34页 |
| 2.3.2 四旋翼无人机的运动学方程 | 第34-35页 |
| 2.3.3 控制关系方程 | 第35-38页 |
| 2.3.4 四旋翼无人机的运动方程组 | 第38页 |
| 2.4 小结 | 第38-39页 |
| 3 四旋翼无人机控制系统设计 | 第39-71页 |
| 3.1 开源项目ardupilot控制系统设计 | 第39-48页 |
| 3.1.1 四旋翼控制结构和模型简化 | 第39-41页 |
| 3.1.2 四旋翼飞行器位置控制 | 第41-43页 |
| 3.1.3 四旋翼飞行器姿态控制 | 第43-44页 |
| 3.1.4 电机混合器 | 第44-47页 |
| 3.1.5 电机控制 | 第47-48页 |
| 3.2 四旋翼无人机滑膜变结构位置控制的设计 | 第48-50页 |
| 3.3 四旋翼无人机分离饱和位置控制的设计 | 第50-55页 |
| 3.3.1 无人机高度控制器设计 | 第51-53页 |
| 3.3.2 无人机水平位置控制器设计 | 第53-55页 |
| 3.4 仿真结果及分析 | 第55-66页 |
| 3.4.1 矩形轨迹 | 第57-61页 |
| 3.4.2 心形轨迹 | 第61-66页 |
| 3.5 基于模型设计开发四旋翼无人机姿态控制系统 | 第66-70页 |
| 3.5.1 四旋翼姿态控制系统架构 | 第66-67页 |
| 3.5.2 四旋翼姿态控制实现过程 | 第67-68页 |
| 3.5.3 四旋翼姿态控制仿真与实验 | 第68-70页 |
| 3.6 小结 | 第70-71页 |
| 4 基于同步控制思想的四旋翼无人机轨迹跟踪及其编队 | 第71-107页 |
| 4.1 四旋翼飞行器同步控制方式 | 第71-78页 |
| 4.1.1 四旋翼飞行器非耦合同步控制方式 | 第71-73页 |
| 4.1.2 四旋翼飞行器耦合同步控制方式 | 第73-78页 |
| 4.2 四旋翼飞行器环形耦合同步控制方式 | 第78-87页 |
| 4.2.1 飞行器水平位置跟踪控制器设计 | 第79-81页 |
| 4.2.2 飞行器环形耦合位置同步控制器设计 | 第81-84页 |
| 4.2.3 系统稳定性分析 | 第84-87页 |
| 4.3 四旋翼飞行器平均偏差耦合同步控制方式 | 第87-94页 |
| 4.3.1 飞行器平均位置偏差控制器设计 | 第87-91页 |
| 4.3.2 系统稳定性分析 | 第91-94页 |
| 4.4 仿真分析 | 第94-106页 |
| 4.5 小结 | 第106-107页 |
| 5 基于分离饱和的四旋翼飞行器编队飞行控制 | 第107-117页 |
| 5.1 基于分离饱和的飞行器水平位置控制器的设计 | 第107-111页 |
| 5.2 四旋翼飞行器一致性算法 | 第111-112页 |
| 5.3 四旋翼飞行器编队控制 | 第112-113页 |
| 5.4 仿真与分析 | 第113-116页 |
| 5.5 小结 | 第116-117页 |
| 6 采用二阶滑膜控制的四旋翼飞行器编队控制 | 第117-139页 |
| 6.1 四旋翼飞行器二阶滑膜一致性控制器的设计 | 第117-126页 |
| 6.1.1 四旋翼飞行器运动学方程 | 第117-118页 |
| 6.1.2 二阶滑膜一致性控制器 | 第118-126页 |
| 6.2 四旋翼飞行器二阶滑膜编队控制 | 第126-132页 |
| 6.3 例证 | 第132-138页 |
| 6.4 小结 | 第138-139页 |
| 7 总结与展望 | 第139-143页 |
| 7.1 论文工作总结 | 第139-140页 |
| 7.2 未来研究展望 | 第140-143页 |
| 参考文献 | 第143-153页 |
| 作者简介 | 第153页 |
| 攻读博士学位期间成果清单 | 第153页 |