01
横滚控制概述
什么是横滚控制 · 在无人机/飞行器中的作用 · 课程目标与学习路径
基础入门
02
PID控制基础
比例(P)、积分(I)、微分(D)的作用 · PID公式推导 · 在飞控中的典型应用
核心理论
03
横滚动力学模型
飞行器横滚轴运动方程 · 力矩与角速度关系 · 模型简化与假设
建模数学
04
参数整定预备知识
系统响应指标（上升时间、超调量、稳态误差）· 稳定性判据 · 带宽概念
指标判据
05
手动整定法（试凑法）
先调P、再调I、最后调D · 经验口诀 · 常见问题与调整方向
实操经典
06
Ziegler-Nichols整定法
临界比例度法原理 · 步骤详解 · 适用场景与局限性
频域工程
07
基于模型的整定方法
极点配置法 · LQR方法简介 · 模型精度对整定结果的影响
现代优化
08
仿真环境搭建
MATLAB/Simulink仿真模型 · PX4/ArduPilot SITL仿真 · Python控制库使用
工具实践
09
阶跃响应分析
施加阶跃输入 · 观察横滚角响应 · 提取关键指标（超调、调节时间）
时域分析
10
频域分析法
Bode图绘制 · 幅值裕度与相位裕度 · 基于频域的PID参数设计
频域设计
11
抗饱和与积分限幅
积分饱和现象 · Anti-windup策略 · 限幅值设置经验
工程鲁棒
12
微分项改进
不完全微分 · 微分先行 · 滤波对微分项的影响
改进滤波
13
噪声与滤波
传感器噪声来源 · 低通滤波器设计 · 滤波对控制性能的影响
传感器信号
14
鲁棒性分析
参数摄动下的稳定性 · 增益裕度与相位裕度 · 鲁棒整定方法
鲁棒稳定
15
自适应控制简介
增益调度 · 模型参考自适应控制(MRAC) · 自整定PID
自适应智能
16
串级PID控制
内环角速率控制 · 外环角度控制 · 内外环带宽分离原则
串级架构
17
前馈控制
前馈补偿原理 · 前馈与反馈的结合 · 前馈参数整定
前馈补偿
18
非线性因素处理
执行器饱和、死区、摩擦 · 非线性补偿策略
非线性补偿
19
实机调试准备
安全措施 · 日志记录配置 · 遥控器开关设置
安全实飞
20
实机调试流程
悬停调试 · 小幅机动调试 · 大机动调试 · 异常情况处理
实战流程
21
日志分析方法
PX4/ArduPilot日志解析 · 关键参数提取 · 问题定位
日志诊断
22
常见问题诊断
振荡、漂移、响应迟钝、发散等问题的原因与对策
排故经验
23
参数优化工具
自动调参工具（如PX4 AutoTune）· 基于优化的方法（遗传算法、粒子群）
自动化优化
24
多旋翼与固定翼差异
动力学差异 · 控制策略差异 · 整定侧重点不同
对比机型
25
风扰与抗风设计
风扰模型 · 前馈补偿 · 鲁棒控制增强
抗风环境
26
载重变化影响
惯量变化 · 重心偏移 · 参数自适应策略
负载自适应
27
故障模式与容错
传感器故障 · 执行器故障 · 降级控制策略
容错安全
28
高级话题
H∞控制 · 非线性动态逆(NDI) · 增量动态逆(INDI)
前沿研究
29
案例实战
某四旋翼横滚通道整定全过程（从仿真到实飞）
综合项目
30
总结与进阶
课程回顾 · 推荐阅读 · 进阶学习路径
结课资源