01
垂直起降概述
VTOL飞行器分类 · 动力学特点 · 姿态控制挑战
入门概览
02
坐标系与姿态表示
地球/机体坐标系 · 欧拉角 · 旋转矩阵 · 四元数
数学基础核心
03
传感器校准与数据融合
加速度计/陀螺仪/磁力计校准 · 互补滤波 · 卡尔曼滤波
传感器滤波
04
姿态解算算法
Mahony滤波原理与实现 · Madgwick滤波对比
算法姿态
05
PID控制基础
P/I/D环节 · Ziegler-Nichols整定 · 抗积分饱和
控制调参
06
串级PID控制
内环角速度 · 外环角度 · 串级vs单环稳定性
进阶鲁棒
07
垂直起降推力模型
旋翼动力学 · 拉力扭矩 · 混控矩阵推导
建模混控
08
起飞阶段控制策略
地面→悬停过渡 · 积分清零 · 限幅保护
起飞安全
09
悬停阶段控制策略
位置/高度保持 · 抗风扰动 · GPS+气压计融合
悬停融合
10
降落阶段控制策略
软着陆算法 · 地面效应补偿 · 降落检测逻辑
降落鲁棒
11
过渡飞行控制
垂直→水平转换 · 倾转机构 · 空速姿态协调
过渡倾转
12
故障保护与异常处理
传感器失效 · 紧急降落 · 失控保护逻辑
安全冗余
13
仿真环境搭建
MATLAB/Simulink VTOL模型 · HIL硬件在环
仿真HIL
14
PX4/ArduPilot源码分析
姿态控制模块架构 · 关键函数解读
源码PX4
15
实际硬件调试
飞控板选型 · 电调电机匹配 · PWM校准
硬件调试
16
振动分析与抑制
频谱分析 · 陷波滤波器 · 减震安装技巧
振动滤波
17
风场扰动建模与对抗
阵风模型 · 前馈补偿 · 自适应控制简介
扰动自适应
18
参数调优实战
飞行日志分析 · QGroundControl调参 · 排障
调参实战
19
多旋翼VTOL vs 倾转旋翼VTOL
结构差异 · 控制难点 · 适用场景
对比构型
20
姿态控制性能评估
阶跃响应 · 稳态误差 · 带宽 · 鲁棒性测试
评估指标
21
L1自适应控制
L1自适应原理 · VTOL应用 · 仿真对比
自适应前沿
22
模型预测控制(MPC)
MPC原理 · 约束处理 · 实时性优化
MPC优化
23
深度学习辅助姿态估计
神经网络姿态估计 · 端到端控制 · 数据集构建
AI估计
24
冗余传感器管理与投票
IMU冗余 · 故障隔离 · 一致性检验
冗余安全
25
高海拔与极端环境控制
空气密度补偿 · 低温影响 · 算法调整
环境鲁棒
26
载人eVTOL适航标准
DO-178C · 安全冗余等级 · 认证流程
适航标准
27
编队飞行姿态同步
一致性算法 · 通信延迟补偿 · 相对姿态控制
编队协同
28
强化学习姿态控制训练
仿真环境 · 奖励函数 · 策略迁移
强化学习AI
29
开源项目实战
Betaflight/iNav VTOL改造 · 代码移植调试
开源移植
30
综合项目：从零搭建VTOL
需求分析 · 硬件选型 · 软件架构 · 飞行测试
项目全栈