多旋翼无人机位姿估计与控制技术研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| abstract | 第5页 |
| 第一章 绪论 | 第15-22页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第15-16页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第16-20页 |
| 1.2.1 组合导航系统 | 第16-17页 |
| 1.2.2 多旋翼无人机控制技术 | 第17-20页 |
| 1.3 本文研究主要内容 | 第20-22页 |
| 第二章 捷联姿态解算算法研究 | 第22-35页 |
| 2.1 引言 | 第22页 |
| 2.2 捷联姿态解算基础 | 第22-27页 |
| 2.2.1 四元数姿态表示 | 第22-25页 |
| 2.2.2 IMU误差模型 | 第25-26页 |
| 2.2.3 高斯-牛顿法 | 第26-27页 |
| 2.3 基于EKF的捷联姿态解算 | 第27-32页 |
| 2.3.1 状态方程 | 第27-29页 |
| 2.3.2 观测方程 | 第29-30页 |
| 2.3.3 观测量优化 | 第30-31页 |
| 2.3.4 卡尔曼滤波器更新流程 | 第31-32页 |
| 2.4 仿真算例 | 第32-34页 |
| 2.5 本章小结 | 第34-35页 |
| 第三章 多传感器组合导航算法 | 第35-53页 |
| 3.1 引言 | 第35页 |
| 3.2 INS导航算法研究 | 第35-46页 |
| 3.2.1 当地导航坐标系下的INS导航方程 | 第35-36页 |
| 3.2.2 当地导航坐标系下的INS更新算法 | 第36-39页 |
| 3.2.3 当地导航坐标系下的INS误差方程 | 第39-43页 |
| 3.2.4 NED位置误差形式的INS误差方程 | 第43-46页 |
| 3.3 松组合导航算法 | 第46-48页 |
| 3.3.1 松组合模型状态方程 | 第47页 |
| 3.3.2 松组合模型观测方程 | 第47-48页 |
| 3.4 仿真算例 | 第48-52页 |
| 3.4.1 松组合导航仿真 | 第48-52页 |
| 3.5 本章小结 | 第52-53页 |
| 第四章 多旋翼无人机运动建模 | 第53-61页 |
| 4.1 引言 | 第53页 |
| 4.2 结构布局 | 第53-54页 |
| 4.3 飞行原理 | 第54-55页 |
| 4.4 电机动力系统模型 | 第55-56页 |
| 4.5 六旋翼无人机模型 | 第56-58页 |
| 4.5.1 运动学模型 | 第56-57页 |
| 4.5.2 动力学模型 | 第57-58页 |
| 4.6 状态空间模型 | 第58-59页 |
| 4.7 本章小结 | 第59-61页 |
| 第五章 六旋翼无人机飞行控制律设计 | 第61-81页 |
| 5.1 引言 | 第61页 |
| 5.2 鲁棒伺服LQR控制理论基础 | 第61-65页 |
| 5.2.1 伺服系统设计模型 | 第61-63页 |
| 5.2.2 RSLQR控制理论 | 第63-65页 |
| 5.3 基于RSLQR的姿态控制律设计 | 第65-71页 |
| 5.3.1 基于RSLQR的滚转角控制律设计 | 第65-69页 |
| 5.3.2 基于RSLQR的航向控制律设计 | 第69-71页 |
| 5.4 轨迹跟踪经典控制律设计 | 第71-76页 |
| 5.4.1 高度跟踪控制律设计 | 第71-73页 |
| 5.4.2 位置跟踪控制律设计 | 第73-74页 |
| 5.4.3 轨迹跟踪控制仿真验证 | 第74-76页 |
| 5.5 基于积分反步的轨迹跟踪控制律设计 | 第76-80页 |
| 5.5.1 基于积分反步的高度跟踪控制律设计 | 第76-78页 |
| 5.5.2 基于积分反步的位置跟踪控制律设计 | 第78-79页 |
| 5.5.3 仿真验证 | 第79-80页 |
| 5.6 本章小结 | 第80-81页 |
| 第六章 多旋翼无人机飞控系统设计与实现 | 第81-99页 |
| 6.1 引言 | 第81页 |
| 6.2 飞控系统整体架构设计 | 第81-83页 |
| 6.3 主控单元硬件设计 | 第83-89页 |
| 6.3.1 总体方案设计 | 第83页 |
| 6.3.2 MCU核心控制电路设计 | 第83-85页 |
| 6.3.3 FCU主板外围电路设计 | 第85-87页 |
| 6.3.4 传感器子板电路设计 | 第87-89页 |
| 6.4 惯性传感器振动噪声处理 | 第89-94页 |
| 6.4.1 机械减震机构设计 | 第89-91页 |
| 6.4.2 IMU减振及滤波性能测试 | 第91-94页 |
| 6.5 实验测试 | 第94-98页 |
| 6.5.1 姿态解算实验测试 | 第94-95页 |
| 6.5.2 组合导航实验测试 | 第95-96页 |
| 6.5.3 飞行测试 | 第96-98页 |
| 6.6 本章小结 | 第98-99页 |
| 第七章 总结与展望 | 第99-101页 |
| 7.1 本文研究工作总结 | 第99页 |
| 7.2 存在问题及后期研究方向 | 第99-101页 |
| 参考文献 | 第101-106页 |
| 致谢 | 第106-107页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第107页 |
