第1章
姿态控制概述
什么是姿态控制 · 应用领域（航天器、无人机、机器人） · 课程目标与路径
入门导论
第2章
刚体运动学基础
坐标系定义 · 欧拉角 · 旋转矩阵 · 四元数基础
运动学数学
第3章
刚体动力学基础
牛顿-欧拉方程 · 转动惯量 · 角动量定理 · 欧拉动力学方程
动力学核心
第4章
姿态表示方法（上）
欧拉角序列（ZYX、ZYZ） · 万向锁 · 应用限制
欧拉角表示
第5章
姿态表示方法（下）
旋转矩阵 · 四元数运算与插值 · 三种方法对比与转换
四元数矩阵
第6章
姿态运动学方程
基于欧拉角/四元数的运动学方程 · 方程离散化
运动学微分
第7章
姿态动力学建模
刚体动力学推导 · 外部力矩建模（重力梯度、气动、光压） · 简化模型
建模力矩
第8章
传感器基础（上）
陀螺仪（机械/光纤/MEMS） · 加速度计 · 磁力计原理
传感器硬件
第9章
传感器基础（下）
噪声模型 · Allan方差 · 标定与校准
噪声标定
第10章
姿态确定方法（上）
TRIAD · QUEST · 最小二乘姿态确定
确定算法
第11章
姿态确定方法（下）
扩展卡尔曼滤波（EKF） · 无迹卡尔曼滤波（UKF）
滤波估计
第12章
姿态控制基础
控制目标（稳定/跟踪/机动） · PID原理 · 典型结构
控制PID
第13章
PID姿态控制器设计
PID控制律 · 参数整定（Z-N/试凑） · 抗积分饱和
PID整定
第14章
飞轮控制系统
反作用飞轮原理 · 控制律设计 · 卸载策略
飞轮执行器
第15章
推力器控制系统
喷气推力器 · 相平面控制 · PWPF技术
推力器相平面
第16章
磁力矩器控制
磁力矩器原理 · 磁控律 · B-dot · 磁卸载
磁控B-dot
第17章
控制力矩陀螺（CMG）
CMG原理 · 奇异问题 · 操纵律（伪逆/鲁棒）
CMG奇异
第18章
航天器姿态机动控制
快速机动路径 · 正弦机动 · 时间最优机动
机动路径规划
第19章
航天器姿态稳定控制
三轴稳定 · 重力梯度稳定 · 自旋稳定
稳定航天器
第20章
无人机姿态控制（上）
无人机动力学模型 · PX4/ArduPilot控制架构
无人机PX4
第21章
无人机姿态控制（下）
内外环控制 · 角度环/角速度环 · 调参经验
内外环调参
第22章
机器人姿态控制
机械臂末端姿态 · 两轮自平衡车平衡控制
机器人平衡
第23章
非线性姿态控制
李雅普诺夫稳定性 · 反步法 · 滑模控制（SMC）
非线性滑模
第24章
鲁棒与自适应姿态控制
参数不确定性 · 自适应律 · H∞控制简介
鲁棒自适应
第25章
姿态控制系统的仿真（上）
MATLAB/Simulink仿真环境搭建 · 模型建立
仿真Simulink
第26章
姿态控制系统的仿真（下）
半物理仿真（HIL） · 实时仿真 · 结果分析
HIL实时
第27章
姿态控制系统的实现
嵌入式系统（STM32/ARM） · FreeRTOS · 代码生成
嵌入式FreeRTOS
第28章
姿态控制系统的测试
单元/集成测试 · 硬件在环 · 飞行测试
测试HIL
第29章
工程实践案例（上）
立方星姿态控制系统设计 · 从需求到实现全流程
立方星实践
第30章
工程实践案例（下）
四旋翼无人机调参实战 · 常见问题与排故指南
四旋翼排故