01
飞控系统概述
什么是飞控系统？四旋翼飞行器的基本结构与飞行原理。
入门基础
02
坐标系与姿态表示
地球坐标系、机体坐标系、欧拉角、旋转矩阵、四元数。
数学核心
03
传感器基础与数据融合
加速度计、陀螺仪、磁力计原理，互补滤波、Mahony滤波算法。
传感器滤波
04
姿态解算
基于四元数的姿态更新算法，从传感器数据到姿态角的计算流程。
算法姿态
05
PID控制原理
比例、积分、微分环节的作用，位置式与增量式PID。
控制经典
06
串级PID控制器设计
内环（角速度环）与外环（角度环）的设计思路与参数整定。
串级调参
07
位置控制与高度控制
基于GPS的位置控制、基于气压计/超声波的高度控制。
定位定高
08
电机混控与输出
从控制量到PWM信号的映射，混控矩阵的推导与实现。
混控PWM
09
状态估计与卡尔曼滤波
卡尔曼滤波原理，在飞控中的应用（如位置估计）。
估计滤波
10
飞行模式设计
自稳模式、定高模式、悬停模式、返航模式的逻辑切换。
模式逻辑
11
安全机制与故障保护
失控保护、低电量保护、IMU异常检测。
安全容错
12
实时操作系统与调度
FreeRTOS在飞控中的应用，任务优先级与时间管理。
RTOS调度
13
通信协议
MAVLink协议解析，地面站与飞控的通信。
通信MAVLink
14
PX4/ArduPilot架构分析
开源飞控的软件架构、模块划分与代码结构。
开源架构
15
仿真环境搭建
基于Gazebo+PX4的软件在环仿真（SITL）环境搭建。
仿真SITL
16
硬件在环仿真（HITL）
将真实飞控板接入仿真环境进行测试。
HITL硬件
17
飞控板选型与硬件接口
STM32、F4/F7系列，I2C、SPI、UART、PWM接口。
硬件接口
18
传感器驱动开发
MPU6050、HMC5883L、MS5611等常用传感器的驱动编写。
驱动传感器
19
PWM信号生成与捕获
使用定时器生成PWM波，捕获遥控器信号。
PWM定时器
20
姿态控制代码实现
从理论到C代码，实现一个基础的姿态控制器。
代码姿态
21
位置控制代码实现
实现GPS位置保持与航线飞行功能。
位置GPS
22
参数调参与日志分析
使用QGroundControl进行参数调整，分析ulog日志。
调参日志
23
机架设计与动力学建模
四旋翼机架选型，动力学模型的建立与仿真。
建模设计
24
高级控制算法
LQR控制、自适应控制、模糊控制在飞控中的应用。
高级LQR
25
视觉导航基础
光流传感器、视觉SLAM在飞控中的初步应用。
视觉导航
26
编队飞行控制
多机编队的控制策略与通信架构。
编队多机
27
故障诊断与容错控制
执行器故障、传感器故障的检测与重构。
容错诊断
28
飞行测试与数据分析
实际飞行测试流程，数据后处理与分析。
测试分析
29
飞控算法优化
代码优化、算法效率提升、内存管理。
优化性能
30
项目实战
从零搭建一个微型四旋翼飞控系统。
实战综合