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无人飞行器姿态控制系统研究与设计

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无人飞行器姿态控制系统研究与设计
论文目录
 
摘要第1-6页
abstract第6-10页
第1章 绪论第10-18页
  1.1 课题的研究背景和意义第10-11页
  1.2 国内外四旋翼无人飞行器的研究现状第11-16页
    1.2.1 国外研究现状及其发展第11-15页
    1.2.2 国内研究现状第15-16页
  1.3 本论文研究内容第16-18页
第2章 飞行器动力学分析及数学建模第18-34页
  2.1 引言第18页
  2.2 飞行器结构和飞行原理第18-21页
    2.2.1 飞行器结构第18-19页
    2.2.2 四旋翼无人飞行器的飞行原理第19-21页
  2.3 系统坐标系选取及姿态描述第21-24页
    2.3.1 系统坐标系的选取第21-22页
    2.3.2 姿态估计与更新方法第22-23页
    2.3.3 基于比例积分补偿陀螺的零偏第23-24页
  2.4 四旋翼无人飞行器动力学模型的建立第24-29页
    2.4.1 线运动和角运动的动力学模型第24-26页
    2.4.2 简化的四旋翼无人飞行器动力学模型第26-28页
    2.4.3 状态空间方程第28-29页
  2.5 四旋翼无人飞行器系统控制器设计第29-32页
    2.5.1 飞行器电机模型第30页
    2.5.2 线运动闭环控制器的设计第30-31页
    2.5.3 角运动闭环控制器的设计第31-32页
  2.6 本章小结第32-34页
第3章 飞行器姿态控制系统设计第34-66页
  3.1 引言第34页
  3.2 滑模变结构控制理论第34-38页
    3.2.1 滑模变结构控制的概念与基本原理第34-36页
    3.2.2 滑模变结构控制的特点第36-38页
  3.3 滑模姿态控制器设计第38-46页
    3.3.1 基于指数趋近律姿态控制器设计第38-41页
    3.3.2 变边界层滑模姿态控制器设计第41-43页
    3.3.3 仿真分析第43-46页
  3.4 终端滑模姿态控制器设计第46-56页
    3.4.1 终端滑模控制第47-53页
    3.4.2 非奇异终端滑模姿态控制器设计第53-54页
    3.4.3 仿真分析第54-56页
  3.5 高阶滑模姿态控制器设计第56-65页
    3.5.1 高阶滑模控制概述第56-59页
    3.5.2 Super-Twisting算法的收敛性分析第59-62页
    3.5.3 基于Super Twisting算法控制器设计第62-63页
    3.5.4 仿真分析第63-65页
  3.6 本章小结第65-66页
第4章 飞行器硬件平台的设计与实现第66-76页
  4.1 引言第66页
  4.2 系统硬件设计要求及整体结构第66-67页
  4.3 飞行器主控系统第67-69页
  4.4 姿态参数采集系统设计第69-70页
  4.5 电机驱动系统设计第70-74页
    4.5.1 直流无刷电机简介第70-71页
    4.5.2 直流无刷无位置传感器电机工作原理第71-72页
    4.5.3 直流无刷电机驱动器第72-74页
  4.6 无线通信系统设计第74页
  4.7 本章小结第74-76页
第5章 实验验证分析与调试第76-86页
  5.1 引言第76页
  5.2 实验平台搭建第76-80页
    5.2.1 四旋翼无人飞行器实验平台搭建第76-77页
    5.2.2 电机测试平台搭建第77-78页
    5.2.3 陀螺仪加速度计的上电标定及数据预处理第78-80页
  5.3 飞行实验与结果分析第80-85页
    5.3.1 飞行器悬停实验第81-82页
    5.3.2 阶跃扰动实验第82-83页
    5.3.3 遥控器跟踪实验第83-85页
  5.4 本章小结第85-86页
结论第86-88页
参考文献第88-92页
攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果第92-94页
致谢第94页

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