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飞控算法从入门到精通全面梳理

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 核心概念 · 整体框架
课程导入学习目标
02
飞行器建模基础
刚体运动学与动力学方程 · 坐标系定义（机体 · 地面
飞行器建模基础刚体运动学
03
传感器原理与数据融合
IMU（加速度计 · 陀螺仪） · 磁力计
传感器原理数据融合
04
姿态表示与转换
欧拉角 · 四元数 · 旋转矩阵的相互转换
姿态表示转换
05
姿态解算算法
互补滤波 · Mahony滤波 · Madgwick滤波
姿态解算算法互补滤波
06
卡尔曼滤波基础
状态空间模型 · 预测与更新 · 协方差矩阵
卡尔曼滤波基础状态空间模型
07
扩展卡尔曼滤波（EKF）在姿态估计中的应用
非线性系统线性化 · 雅可比矩阵 · EKF流程与实现
EKF扩展卡尔曼滤波
08
无迹卡尔曼滤波（UKF）与粒子滤波
原理 · 适用场景 · 与EKF的对比
UKF无迹卡尔曼滤波
09
传感器融合实战
基于EKF的IMU+GPS融合 · 实现位置 · 速度
传感器融合实战EKF
10
PID控制基础
比例 · 积分 · 微分作用
PID控制基础
11
串级PID控制
内环角速度环 · 外环姿态环的设计 · 带宽匹配
PID串级
12
姿态控制算法
PD/PID控制器设计 · 四元数误差计算 · 角速度内环与姿态外环的协同
姿态控制算法PD/PID
13
位置控制算法
水平位置控制（P · PID · 串级）
位置控制算法水平位置控制
14
轨迹跟踪控制
轨迹生成（多项式 · 贝塞尔） · 前馈控制
轨迹跟踪控制轨迹生成
15
LQR（线性二次型调节器）控制
原理 · Riccati方程求解 · 状态权重矩阵Q和输入权重R的选取
LQR线性二次型调节器
16
模型预测控制（MPC）
预测模型 · 滚动优化 · 约束处理
MPC模型预测控制
17
鲁棒控制与自适应控制
H∞控制 · 滑模控制 · 自适应PID
鲁棒控制自适应控制
18
非线性控制方法
反步法 · 反馈线性化 · 非线性动态逆
非线性控制方法反步法
19
无人机编队控制
编队结构（领航-跟随 · 虚拟结构） · 一致性算法
无人机编队控制编队结构
20
故障检测与容错控制
传感器故障诊断 · 执行器故障 · 冗余设计
故障检测容错控制
21
飞行模式与状态机
手动 · 增稳 · 定高
飞行模式状态机
22
仿真环境搭建
MATLAB/Simulink · PX4/ArduPilot软件在环（… · 硬件在环（HITL）
仿真环境搭建MATLAB/Simul…
23
飞控代码架构与实现
PX4/ArduPilot代码结构 · 模块化设计 · 控制循环频率
飞控代码架构实现
24
调参与飞行测试
地面站使用（QGroundContr… · Mission Planner） · PID调参步骤
调参飞行测试
25
常见问题与解决方案
振荡 · 超调 · 漂移
常见问题解决方案
26
性能评估与优化
控制精度 · 响应速度 · 鲁棒性指标
性能评估优化
27
案例实战
四旋翼自主悬停与定点飞行 · 从建模到控制算法实现的全流程
案例实战四旋翼自主悬停
28
案例实战
固定翼飞行器姿态与航迹控制 · 包括增稳 · 自动巡航
案例实战固定翼飞行器姿态
29
案例实战
无人机编队飞行与避障 · 结合视觉/激光雷达的感知与控制融合
案例实战无人机编队飞行
30
综合提升与前沿展望
自适应控制 · 深度学习在飞控中的应用 · 未来趋势
综合提升前沿展望