四旋翼飞行器轨迹规划、姿态测量及控制方法研究
| 摘要 | 第5-6页 |
| abstract | 第6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-20页 |
| 1.1 课题背景和研究意义 | 第10页 |
| 1.2 无人机发展概况与研究现状 | 第10-13页 |
| 1.3 无人机控制方法发展概况 | 第13-14页 |
| 1.4 无人机轨迹规划方法发展概况 | 第14-16页 |
| 1.5 开源无人机项目发展概况 | 第16-19页 |
| 1.6 本文主要研究内容 | 第19-20页 |
| 第2章 四旋翼飞行器模型建立 | 第20-29页 |
| 2.1 四旋翼飞行器飞行原理 | 第20-23页 |
| 2.2 坐标系与坐标转换矩阵 | 第23-24页 |
| 2.3 动力学模型的建立 | 第24-28页 |
| 2.3.1 整体受力分析 | 第24-25页 |
| 2.3.2 简化动力学方程建立 | 第25-28页 |
| 2.4 本章小结 | 第28-29页 |
| 第3章 四旋翼飞行器轨迹规划方法研究 | 第29-47页 |
| 3.1 DMOC路径 | 第29-35页 |
| 3.1.1 DMOC基本原理 | 第30-33页 |
| 3.1.2 最小二乘拟合方法 | 第33-34页 |
| 3.1.3 DMOC方法轨迹生成 | 第34-35页 |
| 3.2 Dubins路径 | 第35-46页 |
| 3.2.1 问题分析 | 第35-38页 |
| 3.2.2 Dubins最优控制问题分析 | 第38-39页 |
| 3.2.3 二维Dubins路径的解算 | 第39-43页 |
| 3.2.4 三维Dubins路径的生成 | 第43-46页 |
| 3.3 本章小结 | 第46-47页 |
| 第4章 四旋翼飞行器控制器设计 | 第47-61页 |
| 4.1 基于PID方法的控制器设计 | 第47-51页 |
| 4.1.1 姿态回路设计 | 第47-48页 |
| 4.1.2 位置回路设计 | 第48-49页 |
| 4.1.3 PID控制方法仿真 | 第49-51页 |
| 4.2 基于反步法的控制器设计 | 第51-59页 |
| 4.2.1 姿态控制回路设计 | 第52-55页 |
| 4.2.2 位置控制回路设计 | 第55-57页 |
| 4.2.3 控制子系统稳定性分析 | 第57页 |
| 4.2.4 反步控制方法仿真 | 第57-59页 |
| 4.3 对设计路径的跟踪实验 | 第59-60页 |
| 4.4 本章小结 | 第60-61页 |
| 第5章 姿态测量方法设计与验证 | 第61-80页 |
| 5.1 四旋翼飞行器的硬件平台搭建 | 第61-66页 |
| 5.1.1 四旋翼飞控硬件资源 | 第61-64页 |
| 5.1.2 四旋翼外设硬件选型 | 第64-66页 |
| 5.2 四旋翼飞行器的软件平台搭建 | 第66-68页 |
| 5.3 基于MEMS的姿态测量方案选择 | 第68-69页 |
| 5.4 四元数法表示姿态及利用角速度求解姿态 | 第69-72页 |
| 5.5 基于卡尔曼滤波算法的MEMS姿态融合算法 | 第72-79页 |
| 5.5.1 卡尔曼滤波方案选择 | 第73页 |
| 5.5.2 卡尔曼滤波基本原理 | 第73-76页 |
| 5.5.3 姿态融合方法算法流程 | 第76-77页 |
| 5.5.4 姿态融合算法验证 | 第77-79页 |
| 5.6 本章小结 | 第79-80页 |
| 第6章 总结与展望 | 第80-82页 |
| 6.1 总结 | 第80-81页 |
| 6.2 展望 | 第81-82页 |
| 参考文献 | 第82-86页 |
| 致谢 | 第86页 |
