01
飞控系统概述
什么是飞控系统 · 核心功能 · 应用领域(无人机/火箭/机器人) · 课程架构
入门全景
02
飞控硬件平台选型
主控芯片(STM32/NXP/FPGA) · 传感器(IMU/GPS/气压计/磁力计) · 通信接口(UART/I2C/SPI/CAN)
硬件选型
03
传感器数据采集与滤波
IMU数据读取(加速度计/陀螺仪) · I2C/SPI协议 · 低通滤波与卡尔曼滤波入门
传感器滤波
04
姿态解算基础
欧拉角与四元数 · 旋转矩阵 · 坐标系定义(机体/地理) · 姿态表示对比
数学姿态
05
姿态解算算法实现
互补滤波 · Mahony · Madgwick · 算法性能对比与选型
算法核心
06
状态估计与传感器融合
卡尔曼滤波详解 · 扩展卡尔曼(EKF) · 多传感器融合(IMU+GPS+磁力计)
融合EKF
07
控制理论基础
PID控制原理 · P/I/D参数作用 · 位置/速度控制 · 串级PID
控制PID
08
飞控核心控制律设计
内环(角速率环) · 外环(姿态环) · 位置环 · 参数整定
控制律调参
09
飞行模式设计
手动/增稳/悬停/自主导航 · 模式切换逻辑与安全策略
模式安全
10
通信协议与链路设计
MAVLink协议 · 地面站通信(QGC/MP) · 遥控器信号(PPM/SBUS/DSM)
通信协议
11
RTOS在飞控中的应用
FreeRTOS任务调度 · 优先级设计 · 中断管理 · 时间同步
RTOS实时
12
飞控固件架构设计
模块化分层 · 任务调度框架 · 数据流管理 · 状态机设计
架构固件
13
仿真环境搭建
MATLAB/Simulink · Gazebo+PX4 · HIL硬件在环仿真
仿真HIL
14
原型机搭建与调试
硬件组装 · 飞控板焊接测试 · 传感器校准 · 电机电调调试
原型调试
15
试飞与数据采集
安全检查清单 · 飞行日志 · 分析工具(FlightPlot/PlotJuggler) · 问题排查
试飞日志
16
可靠性设计
硬件冗余(双IMU/双GPS) · 看门狗 · FTA · FMEA
可靠性冗余
17
安全性设计
地理围栏 · 低电量保护 · 信号丢失保护 · 紧急降落 · 安全测试
安全保护
18
电磁兼容性(EMC)设计
PCB布局布线 · 电源完整性 · 屏蔽滤波 · EMC测试标准
EMC硬件
19
环境适应性设计
温度与热管理 · 防尘防水(IP) · 振动冲击 · 盐雾湿热
环境IP
20
生产制造工艺
SMT贴片 · AOI/X-Ray检验 · 三防漆 · 整机组装
工艺SMT
21
生产测试流程
功能测试(FCT) · 老化测试 · 校准测试 · 出厂检验
测试FCT
22
质量管理体系
ISO 9001 · 来料检验(IQC) · 过程控制(IPQC) · 出货检验(OQC)
质量体系
23
软件版本管理与发布
Git分支策略 · CI/CD流水线 · 固件版本规范 · OTA升级
DevOps版本
24
文档体系建设
需求/设计/测试文档 · 用户手册 · 维护手册编写规范
文档规范
25
认证与合规
CE/FCC · RoHS · 适航认证(CAAC) · 出口管制
认证合规
26
供应链管理
关键元器件选型与备选 · 供应商评估 · 库存与交期成本
供应链采购
27
成本控制与BOM优化
BOM清单 · 替代选型 · PCB层数面积优化 · 工序优化
成本BOM
28
量产爬坡与良率提升
EVT/DVT/PVT · 良率统计 · 缺陷对策 · PDCA持续改进
量产良率
29
售后与技术支持
故障反馈 · 远程诊断 · 固件远程升级 · 客户培训
售后支持
30
案例分析与未来展望
Pixhawk/ArduPilot复盘 · AI飞控 · 集群控制 · 进阶路径
案例趋势