01
漂浮控制概述
什么是漂浮控制 · 海洋工程/无人机/机器人应用 · 课程目标与学习路径
入门概览
02
基础物理模型
浮力与重力平衡 · 阿基米德原理 · 刚体动力学 · 坐标系与自由度
物理建模
03
传感器入门
IMU原理 · 加速度计/陀螺仪 · 磁力计与GPS · 传感器数据融合基础
传感器IMU
04
执行器基础
电机与螺旋桨 · 舵机与推力矢量 · PWM控制 · 执行器选型要点
执行器PWM
05
PID控制入门
比例(P) · 积分(I) · 微分(D) · PID参数整定方法
控制PID
06
姿态解算
欧拉角与四元数 · 旋转矩阵 · 互补滤波器 · 卡尔曼滤波器入门
姿态滤波
07
深度控制
压力传感器 · 深度PID控制器 · 抗积分饱和 · 深度保持实验
深度水下
08
航向控制
磁罗盘校准 · 航向PID · 航向锁定与转向 · 风浪干扰补偿
航向导航
09
位置控制
GPS定位 · 经纬度与UTM转换 · 位置PID · 航点跟踪算法
GPS位置
10
状态估计
扩展卡尔曼滤波(EKF) · 粒子滤波 · 多传感器融合 · 状态估计实战
估计EKF
11
系统建模
系统辨识 · 传递函数/状态空间 · 模型参数拟合 · 仿真与验证
建模辨识
12
高级控制理论
LQR · 模型预测控制(MPC) · 滑模控制 · 自适应控制简介
LQRMPC
13
嵌入式实现
STM32平台 · RTOS入门 · 控制循环定时 · 中断与DMA
嵌入式STM32
14
通信协议
I2C/SPI · UART/CAN · ROS通信框架 · MAVLink协议
通信协议
15
地面站开发
Qt/PyQt基础 · 串口编程 · 数据可视化 · 遥控指令发送
地面站Qt
16
仿真环境搭建
Gazebo仿真 · URDF模型 · 传感器仿真 · 控制算法验证
仿真Gazebo
17
硬件在环测试
HIL原理 · 接口板设计 · 实时仿真器 · 故障注入测试
HIL测试
18
水下机器人 (ROV)
ROV架构 · 防水密封 · 脐带缆通信 · 水下推进器控制
ROV水下
19
自主水面艇 (ASV)
ASV运动模型 · 路径规划 · 避障算法 · 自主导航实验
ASV水面
20
多旋翼无人机
飞控架构 · 姿态/位置控制 · GPS导航 · 故障保护逻辑
无人机飞控
21
编队控制
领航-跟随法 · 虚拟结构法 · 一致性算法 · 编队保持实验
编队协同
22
抗干扰技术
风浪模型补偿 · 传感器噪声滤波 · 鲁棒控制 · 自适应抗干扰
抗干扰鲁棒
23
故障诊断与容错
故障检测 · 传感器隔离 · 执行器重构 · 安全降落策略
容错安全
24
能源管理
电池特性与选型 · 电源管理电路 · 能量回收 · 续航优化
能源电池
25
机器学习应用
强化学习基础 · 深度Q网络(DQN) · 模仿学习 · 控制策略优化
ML强化学习
26
视觉辅助控制
摄像头标定 · 视觉SLAM · 目标检测跟踪 · 视觉伺服控制
视觉SLAM
27
多传感器融合
IMU+GPS · 视觉+IMU · 激光雷达+视觉 · 因子图优化
融合因子图
28
系统集成与测试
硬件集成流程 · 软件架构 · 系统联调 · 测试用例设计
集成测试
29
安全与规范
行业安全标准 · 冗余设计 · 应急处理 · 合规性检查
安全规范
30
项目实战
需求分析 · 方案设计 · 原型开发 · 测试验证与迭代优化
实战项目