01
飞控仿真概述
什么是飞控仿真 · 仿真在无人机开发中的价值 · 常见仿真工具对比 (Gazebo, AirSim, JSBSim)
概念工具链
02
仿真环境搭建
Ubuntu系统配置 · ROS2安装与配置 · PX4-Autopilot编译 · MAVSDK安装
环境ROS2PX4
03
PX4 SITL仿真
SITL原理 · 启动PX4 SITL · 连接QGroundControl · 基础飞行指令测试
SITLQGC
04
Gazebo仿真入门
Gazebo世界文件解析 · 加载无人机模型 · 传感器仿真 (IMU, GPS, 相机)
Gazebo传感器
05
MAVSDK与仿真交互
MAVSDK Python库安装 · 连接仿真器 · 获取无人机状态 (位置、姿态、速度)
MAVSDKPython
06
仿真数据采集
订阅uORB消息 · 记录日志文件 (.ulg) · 使用pyulog解析日志
uORBpyulog
07
Python数据基础
NumPy数组操作 · Pandas DataFrame处理时间序列 · Matplotlib基础绘图
NumPyPandasMatplotlib
08
姿态数据可视化
欧拉角 (Roll, Pitch, Yaw) 时序图 · 四元数可视化 · 姿态误差分析
姿态欧拉角
09
位置与轨迹可视化
2D轨迹图 (XY平面) · 3D轨迹图 (XYZ空间) · 与期望轨迹对比
轨迹3D
10
速度与加速度分析
线速度与角速度时序图 · 加速度计数据滤波 · 振动分析
速度滤波
11
控制响应分析
阶跃响应曲线 · 上升时间 · 超调量 · 稳态误差计算
控制阶跃
12
频域分析入门
傅里叶变换基础 · 功率谱密度 (PSD) 估计 · 系统带宽分析
频域PSD
13
传感器噪声分析
IMU噪声建模 · Allan方差分析 · 噪声对姿态估计的影响
噪声Allan
14
GPS数据质量评估
卫星颗数 · HDOP/VDOP · 位置跳变检测 · RTK固定率统计
GPSRTK
15
电池与动力系统分析
电压/电流时序图 · 功率消耗 · 剩余电量估计 · 续航预测
电池续航
16
电机与执行器分析
PWM指令与转速响应 · 电机混控矩阵验证 · 执行器饱和检测
电机混控
17
风场扰动分析
添加风场模型 · 扰动下的位置偏差 · 抗风能力评估
风场扰动
18
故障注入与容错分析
模拟GPS丢失 · 模拟电机失效 · 故障切换时间测量
故障容错
19
多机协同仿真
多无人机仿真启动 · 编队控制数据采集 · 碰撞检测分析
多机编队
20
仿真结果统计
多次仿真重复性分析 · 蒙特卡洛方法 · 置信区间计算
统计蒙特卡洛
21
交互式可视化
Plotly动态图表 · Dash仪表盘构建 · 实时数据流展示
PlotlyDash
22
报告自动生成
Python生成PDF报告 · 插入图表与表格 · 模板化报告系统
PDF报告
23
仿真与实飞对比
实飞日志导入 · 仿真-实飞误差分析 · 模型校准方法
实飞校准
24
硬件在环仿真 (HIL)
HIL原理 · Pixhawk连接 · 实时数据采集与分析
HILPixhawk
25
高级可视化技巧
动画轨迹回放 · 热力图分析 · 3D点云可视化
动画点云
26
机器学习在仿真中的应用
异常检测 · 轨迹预测 · 参数优化
ML预测
27
仿真加速与并行
多进程仿真 · GPU加速 · 参数扫描自动化
并行GPU
28
案例实战1：四旋翼悬停精度分析
从仿真到报告全流程 · 悬停精度指标 · 误差分析
实战四旋翼
29
案例实战2：固定翼航线跟踪误差分析
横侧向与纵向解耦分析 · 航线跟踪 · 误差指标
实战固定翼
30
课程总结与展望
飞控仿真技术趋势 · 数字孪生 · 云仿真平台介绍
趋势数字孪生