无人机飞控半物理仿真系统研究与设计

目录

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 研究的背景及意义

1.3 国内外无人机及仿真转台研究现状

1.3.1 国外无人机及转台研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.4 主要研究内容及论文结构安排

1.4.1 主要研究内容

1.4.2 论文结构及章节安排

第2章 半物理仿真姿态解算与模型建立

2.1 半物理仿真原理简介

2.2 动力学坐标系

2.2.1 坐标系阐述

2.2.2 姿态角

2.2.3 坐标系旋转

2.3 姿态矩阵

2.3.1 欧拉角法

2.3.2 方向余弦法

2.3.3 四元数法

2.4 无人机数学模型

2.4.1 作用在无人机上的力与力矩分析

2.4.2 无人机数学模型

2.5 无人机数学模型线性化

2.5.1 纵向运动方程

2.5.2 横侧向运动方程

2.6 本章小结

第3章 飞控半物理仿真控制器设计

3.1运动控制策略设计

3.2 纵向姿态运动

3.3 横侧向姿态运动

3.4 纵向运动姿态控制仿真

3.5 横侧向运动姿态控制仿真

3.5.1 滚转姿态控制仿真

3.5.2 偏航姿态控制仿真

3.6 基于粒子群算法的PID参数寻优

3.7 仿真结果

3.8 本章小结

第4章 飞控半物理仿真系统硬件设计

4.1 飞控姿态半物理仿真系统总体方案

4.1.1 飞控仿真转台控制系统设计要求

4.1.2 飞控仿真转台控制系统总框架

4.2 主要器件选型及其硬件电路

4.2.1 主控处理器

4.2.2 姿态传感器

4.2.3 运动控制卡

4.2.4 步进电机驱动器

4.2.5 三轴转台

4.2.6 电源电路设计

4.2.7 串口通信电路及JTAG调试仿真

4.2.8 串口通信扩展板卡

4.2.9 ESP8266 WIFI通信接口电路

4.3 本章小结

第5章 飞控半物理仿真系统软件设计

5.1 软件开发环境

5.1.1 下位机软件开发环境

5.1.2 上位机软件开发环境

5.2 下位机软件设计

5.2.1 姿态解算软件设计

5.2.2 下位机系统流程

5.3 MPC08运动控制卡转台驱动开发

5.4 半物理仿真系统流程

5.5 上位机功能及界面软件设计

5.5.1 上位机基本功能

5.5.2 飞控半物理仿真上位机控制界面设计

5.6 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 论文研究工作总结

6.2 后续研究和展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及其科研成果

致谢

附录

声明