第01章
数字孪生飞控系统概述
定义、发展历程、核心价值与行业应用场景
概念价值
第02章
系统架构设计
物理层、孪生层、服务层三层架构详解与数据流设计
架构数据流
第03章
飞控硬件平台选型
STM32、Pixhawk、Raspberry Pi对比与传感器选型指南
硬件选型
第04章
实时操作系统（RTOS）基础
FreeRTOS任务调度、中断管理、信号量与消息队列
RTOSFreeRTOS
第05章
传感器数据采集与融合
IMU、GPS、气压计、磁力计数据读取与卡尔曼滤波
传感器卡尔曼
第06章
姿态解算算法
四元数、欧拉角、旋转矩阵，Mahony与Madgwick互补滤波
姿态滤波
第07章
PID控制理论
位置环、速度环、姿态环的串级PID设计与参数整定
控制PID
第08章
无人机动力学建模
六自由度刚体模型、空气动力学、电机与螺旋桨模型
动力学建模
第09章
数字孪生建模技术
基于Modelica/Simulink的飞控系统虚拟模型构建
ModelicaSimulink
第10章
数据同步与通信协议
MQTT、gRPC、WebSocket在虚实映射中的应用
通信协议
第11章
三维可视化引擎
Unity3D/Unreal Engine搭建数字孪生场景与数据驱动动画
可视化Unity
第12章
时间同步机制
NTP、PTP协议与虚实时钟同步策略
时间同步NTP
第13章
高保真传感器仿真
噪声建模、故障注入与传感器失效模拟
仿真故障注入
第14章
执行机构仿真
舵机、电机、电调的动态响应模型与延迟补偿
执行器延迟
第15章
环境仿真
风场模型、湍流模型、地磁模型与GPS信号遮挡模拟
环境风场
第16章
飞控软件在环仿真（SIL）
PX4/ArduPilot的SIL环境搭建与测试
SILPX4
第17章
硬件在环仿真（HIL）
使用Speedgoat/NI硬件与真实飞控板联合调试
HILSpeedgoat
第18章
数字孪生数据管理
时序数据库（InfluxDB）、数据湖架构与数据回放
InfluxDB数据湖
第19章
机器学习在飞控中的应用
基于强化学习的姿态控制与避障策略
强化学习避障
第20章
故障诊断与预测维护
基于数字孪生的异常检测与剩余寿命预测
故障诊断预测
第21章
安全性与冗余设计
飞控系统三余度架构、看门狗与安全降落策略
冗余安全
第22章
通信链路仿真
数传电台、图传链路、5G URLLC的延迟与丢包模型
链路5G
第23章
数字孪生测试用例设计
边界测试、压力测试、故障注入测试方法论
测试故障注入
第24章
可视化仪表盘设计
Grafana+Prometheus搭建实时监控与告警系统
Grafana监控
第25章
API与SDK开发
提供RESTful API与Python SDK供第三方集成
APISDK
第26章
多机协同仿真
基于数字孪生的无人机编队控制与冲突检测
编队协同
第27章
数字孪生与数字主线集成
从设计、制造到运维的全生命周期数据贯通
数字主线全生命周期
第28章
性能优化
大规模场景下的LOD技术、数据压缩与边缘计算卸载
LOD边缘计算
第29章
案例实战：农业植保无人机
农业植保无人机数字孪生系统从0到1完整实现
实战农业
第30章
未来展望
云化飞控、AI原生孪生体与城市低空交通管理（UTM）融合
UTMAI孪生