第01章
姿态描述基础
欧拉角、方向余弦矩阵、四元数、旋转矩阵的定义与关系。
数学基础坐标系
第02章
传感器原理与特性
陀螺仪、加速度计、磁力计的工作原理、误差模型与标定方法。
IMU标定
第03章
坐标系定义与转换
地理坐标系、机体坐标系、导航坐标系之间的转换关系。
导航矩阵
第04章
姿态解算数学基础
向量叉积、矩阵运算、最小二乘法在姿态解算中的应用。
代数优化
第05章
互补滤波原理
一阶互补滤波、二阶互补滤波的设计与参数整定。
滤波经典
第06章
Mahony互补滤波算法
基于PI控制的姿态误差修正，算法推导与代码实现。
MahonyPI
第07章
Madgwick梯度下降法
基于梯度下降的姿态优化，算法推导与代码实现。
Madgwick梯度
第08章
扩展卡尔曼滤波(EKF)基础
状态预测、观测更新、协方差矩阵的数学推导。
EKF状态估计
第09章
基于EKF的姿态解算
状态向量设计、观测模型建立、雅可比矩阵计算。
EKF雅可比
第10章
无迹卡尔曼滤波(UKF)应用
Sigma点选取、UT变换在姿态解算中的应用。
UKF无迹
第11章
传感器融合实战
加速度计与陀螺仪融合、磁力计辅助航向修正。
融合航向
第12章
姿态初始化与对准
静态初始化、动态对准、磁偏角校准。
初始化校准
第13章
姿态解算性能评估
误差分析、收敛速度、鲁棒性测试方法。
评估测试
第14章
PID控制基础
比例、积分、微分环节的作用与参数整定方法。
PID整定
第15章
串级PID控制
角度环与角速度环的串级结构设计。
串级内环外环
第16章
姿态稳定控制
横滚、俯仰、偏航通道的控制器设计。
稳定三轴
第17章
控制分配与混控
多旋翼、固定翼、直升机的混控矩阵设计。
混控分配
第18章
电机动力学与执行器建模
电机响应特性、PWM信号与推力关系。
执行器PWM
第19章
抗饱和与积分限幅
Windup现象分析与解决方案。
抗饱和积分
第20章
基于模型的控制(MBC)
刚体动力学模型、控制律设计与仿真。
MBC动力学
第21章
自适应控制基础
模型参考自适应控制(MRAC)在姿态控制中的应用。
MRAC自适应
第22章
鲁棒控制基础
H∞控制、滑模控制在姿态控制中的应用。
H∞滑模
第23章
非线性补偿
重力补偿、科里奥利力补偿、陀螺效应补偿。
补偿非线性
第24章
RTOS在飞控中的应用
任务调度、优先级管理、时间同步。
RTOS实时
第25章
飞控固件架构设计
模块化设计、数据流管理、状态机设计。
架构状态机
第26章
仿真环境搭建
MATLAB/Simulink仿真、PX4 SITL仿真、硬件在环(HIL)仿真。
仿真HIL
第27章
代码优化与裁剪
定点数运算、查表法、代码裁剪。
优化嵌入式
第28章
实际飞行常见问题
振动干扰、磁干扰、延时补偿。
调试干扰
第29章
多传感器冗余与故障检测
IMU冗余、一致性检查、故障切换策略。
冗余故障
第30章
综合项目实战
从零搭建一个四旋翼飞控的姿态解算与控制模块。
实战四旋翼