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飞行控制系统建模与调参手册

共计 30 章节
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01
课程导入
飞行控制系统建模与调参的整体框架 · 学习目标 · 核心概念
课程导入飞行控制系统建模
02
飞行力学基础
刚体运动方程 · 坐标系定义（机体 · 地面
飞行力学基础刚体运动方程
03
飞行器气动模型
升力 · 阻力 · 侧力
飞行器气动模型升力
04
发动机与推力模型
推力特性 · 油门响应 · 螺旋桨/喷气发动机简化模型
发动机推力模型
05
执行机构建模
舵机 · 副翼 · 升降舵
执行机构建模舵机
06
传感器建模
IMU · GPS · 空速计
传感器建模IMU
07
飞控系统架构
典型飞控硬件与软件架构 · 控制律分层（内环/外环） · 模式切换与冗余设计
飞控系统架构典型飞控硬件
08
线性化与状态空间模型
小扰动线性化 · 配平点 · 状态空间方程
线性化状态空间模型
09
传递函数与频域分析
开环/闭环传递函数 · 伯德图 · 奈奎斯特图
传递函数频域分析
10
PID控制基础
比例 · 积分 · 微分的作用
PID控制基础
11
内环控制律设计
角速度环（滚转 · 俯仰 · 偏航）的建模与PID调参
内环控制律设计角速度环
12
外环控制律设计
姿态环（角度环）与位置环（速度/位置… · 外环带宽与内环匹配
外环控制律设计姿态环
13
增益调度与自适应控制
不同飞行状态下的增益调度 · LPV模型 · 自适应控制基础（如L1
增益调度自适应控制
14
鲁棒控制与H∞方法
不确定性建模 · 鲁棒稳定性与性能 · H∞混合灵敏度设计
鲁棒控制H∞方法
15
非线性控制方法
反馈线性化 · 滑模控制 · 反步法
非线性控制方法反馈线性化
16
系统辨识与建模验证
飞行试验数据采集 · 时域/频域辨识方法（如最小二乘 · 子空间法）
系统辨识建模验证
17
仿真环境搭建
基于MATLAB/Simulink或… · 六自由度模型 · 可视化与数据记录
仿真环境搭建MATLAB/Simul…
18
调参工具与流程
PID调参的工程方法（Ziegler… · 临界比例度 · 频域整定）
调参工具流程
19
案例实战
固定翼无人机纵向通道建模与调参
案例实战固定翼无人机纵向…
20
案例实战
多旋翼无人机姿态控制建模与调参 · 混控矩阵 · PID调参与抗风扰
案例实战多旋翼无人机姿态…
21
案例实战
直升机飞控建模与调参：旋翼动力学 · 周期变距 · 耦合效应与调参难点
案例实战直升机飞控建模
22
案例实战
垂直起降（VTOL）飞行器过渡段建模… · 混合控制 · 调参策略
案例实战VTOL
23
常见问题与调试技巧
振荡 · 超调 · 稳态误差
常见问题调试技巧
24
飞行测试与参数验证
试飞流程 · 安全注意事项 · 数据采集与分析
飞行测试参数验证
25
调参实战工作流
从模型建立 · 仿真调参 · 硬件在环（HIL）到实飞验证的完整流…
调参实战工作流从模型建立
26
高级主题
阵风扰动建模与抑制 · 结构弹性模态与飞控耦合 · 飞行包线保护
高级主题阵风扰动建模
27
综合项目
设计一个固定翼无人机纵向飞控系统 · 完成建模 · 控制器设计
综合项目设计一个固定翼无…
28
综合项目
设计一个多旋翼姿态控制器 · 实现抗扰与跟踪性能 · 并通过仿真与实飞数据对比调参效果
综合项目设计一个多旋翼姿…
29
课程总结与知识体系梳理
核心要点回顾 · 常见误区 · 学习资源推荐与进阶方向
课程总结知识体系梳理
30
结业考核与实战答辩
综合运用所学知识 · 完成一个飞控建模与调参项目并进行答辩…
结业考核实战答辩