固定翼无人机 · 增稳控制与舵面匹配实战

01固定翼无人机概述

固定翼与多旋翼的区别、飞行原理、应用场景

02坐标系与姿态表示

地球坐标系、机体坐标系、欧拉角、四元数、旋转矩阵

03传感器基础

加速度计、陀螺仪、磁力计、空速计、GPS 原理与选型

04传感器数据融合

卡尔曼滤波入门、互补滤波、Mahony 滤波姿态解算

05飞控硬件架构

Pixhawk/ArduPilot 平台、传感器接口、PWM、RC

06飞控固件与地面站

ArduPilot 烧录、Mission Planner 配置、参数调优

07增稳控制原理

增稳概念、阻尼比与自然频率、角速度/角度反馈

08PID控制基础

比例积分微分作用、Ziegler-Nichols 整定

09横滚通道增稳控制

角速率内环、角度外环、限幅与积分饱和处理

10俯仰通道增稳控制

俯仰角速率内环、角度外环、空速补偿策略

11偏航通道增稳控制

偏航角速率内环、角度外环、协调转弯控制

12舵面匹配基础

副翼、升降舵、方向舵、襟翼作用与气动特性

13舵机与舵面连杆

舵机选型、连杆机构设计、舵面行程计算

14舵面混控原理

固定翼混控矩阵、副翼方向舵联动、襟翼升降舵补偿

15舵面偏转限幅

机械限位与软件限位、失速保护、效率曲线

16舵面响应延迟

舵机延迟、气动延迟、相位滞后补偿方法

17增稳控制与舵面匹配的耦合

舵面效率变化对增益的影响、自适应增益调度

18手动模式与增稳模式切换

模式切换逻辑、无扰切换、故障保护

19自动飞行模式

定高、定点、航点飞行控制架构

20空速控制与增稳

空速保持、最小空速保护、失速预防

21高度控制与增稳

气压计高度融合、垂直速度控制、高度保持PID

22航向控制与增稳

航向保持、转弯协调、侧偏距控制

23风场扰动与增稳

阵风抑制、侧风修正、风梯度补偿

24飞行模态切换

起飞、巡航、降落模态增稳参数切换

25增稳控制参数调优

飞行日志分析、参数扫描、频域响应分析

26舵面故障诊断

舵面卡死、缺失、效率下降检测与容错

27传感器故障与增稳降级

IMU故障、GPS丢失、空速管堵塞降级策略

28硬件在环仿真

HIL环境搭建、增稳算法验证、舵面模型仿真

29软件在环仿真

SIL环境搭建、Gazebo/ArduPilot联合仿真、自动化测试

固定翼增稳控制与舵面匹配全流程设计与调试