四旋翼飞行器姿态控制方法研究
| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第9-13页 |
| 1.1 本课题研究背景与意义 | 第9-10页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第10-11页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第10页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第10-11页 |
| 1.3 四旋翼飞行器的发展趋势 | 第11页 |
| 1.4 论文研究的主要工作 | 第11-13页 |
| 2 四旋翼飞行器的工作原理和动力学模型 | 第13-21页 |
| 2.1 四旋翼飞行器的工作原理 | 第13-15页 |
| 2.2 四旋翼飞行器的动力学建模 | 第15-20页 |
| 2.2.1 坐标系定义 | 第15-16页 |
| 2.2.2 姿态角定义 | 第16-17页 |
| 2.2.3 旋转矩阵的建立 | 第17-18页 |
| 2.2.4 四旋翼飞行器的动力学模型 | 第18-20页 |
| 2.3 小结 | 第20-21页 |
| 3 四旋翼飞行器的结构和硬件设计 | 第21-30页 |
| 3.1 机身结构 | 第21-22页 |
| 3.2 系统总体设计方案 | 第22-23页 |
| 3.3 硬件设计 | 第23-29页 |
| 3.3.1 微处理器 | 第23页 |
| 3.3.2 姿态传感器 | 第23-27页 |
| 3.3.3 通信系统 | 第27页 |
| 3.3.4 动力设备 | 第27-28页 |
| 3.3.5 电源设计 | 第28-29页 |
| 3.4 小结 | 第29-30页 |
| 4 四旋翼飞行器姿态信息融合估计 | 第30-39页 |
| 4.1 传感器数据预处理 | 第30-32页 |
| 4.1.1 三轴加速度计 | 第30-31页 |
| 4.1.2 陀螺仪 | 第31页 |
| 4.1.3 数字罗盘 | 第31-32页 |
| 4.2 基于多传感器的姿态信息融合估计 | 第32-35页 |
| 4.2.1 一阶互补滤波融合算法 | 第32-33页 |
| 4.2.2 卡尔曼滤波算法 | 第33-35页 |
| 4.3 算法测试与分析 | 第35-38页 |
| 4.3.1 算法测试 | 第35-37页 |
| 4.3.2 算法分析 | 第37-38页 |
| 4.4 小结 | 第38-39页 |
| 5 四旋翼飞行器控制器设计 | 第39-47页 |
| 5.1 飞行控制系统实现 | 第39-41页 |
| 5.2 基于不完全微分的PID控制器 | 第41-46页 |
| 5.2.1 PID控制理论基础 | 第41-42页 |
| 5.2.2 PID控制器结构 | 第42页 |
| 5.2.3 不完全微分PID控制器 | 第42-43页 |
| 5.2.4 Matlab仿真控制实验 | 第43-46页 |
| 5.3 小结 | 第46-47页 |
| 6 四旋翼飞行器软件设计与飞行实验 | 第47-54页 |
| 6.1 飞行控制器软件设计 | 第47-51页 |
| 6.1.1 开发环境 | 第47页 |
| 6.1.2 飞行控制器软件开发 | 第47-51页 |
| 6.1.3 上位机软件 | 第51页 |
| 6.2 飞行测试 | 第51-53页 |
| 6.3 小结 | 第53-54页 |
| 7 总结与展望 | 第54-56页 |
| 7.1 总结 | 第54页 |
| 7.2 展望 | 第54-56页 |
| 致谢 | 第56-57页 |
| 参考文献 | 第57-60页 |
| 附录 | 第60页 |
