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姿态控制环路设计入门指南

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 姿态控制的应用场景（卫星 · 无人机
课程导入学习目标
02
姿态描述基础
欧拉角 · 方向余弦矩阵 · 四元数的定义
姿态描述基础欧拉角
03
姿态运动学与动力学
刚体姿态运动学方程 · 欧拉方程 · 角速度与姿态变化率的关系
姿态运动学动力学
04
姿态传感器原理
陀螺仪 · 加速度计 · 磁力计
姿态传感器原理陀螺仪
05
姿态确定方法
互补滤波 · 卡尔曼滤波 · 扩展卡尔曼滤波在姿态估计中的应用与实…
姿态确定方法互补滤波
06
控制理论基础回顾
传递函数 · 状态空间 · 稳定性
控制理论基础回顾传递函数
07
姿态控制环路结构
内环角速度环 · 外环姿态环 · 前馈与反馈的典型结构
姿态控制环路结构内环角速度环
08
执行机构建模
反作用轮 · 推力器 · 磁力矩器
执行机构建模反作用轮
09
姿态控制设计指标
稳态精度 · 动态响应 · 超调量
姿态控制设计指标稳态精度
10
PID控制器设计入门
P · I · D参数对姿态控制性能的影响
PID控制器设计入门
11
角速度环设计
角速度反馈的作用 · 增益选取 · 带宽设计及与姿态环的协调
角速度环设计角速度反馈的作用
12
姿态环设计
基于四元数或欧拉角的姿态控制器设计 · 比例-微分控制与四元数误差反馈
姿态环设计基于四元数或欧拉…
13
前馈控制与扰动抑制
重力梯度力矩 · 气动扰动 · 太阳光压等扰动力矩的建模与补偿方法
前馈控制扰动抑制
14
执行器饱和与抗饱和设计
执行器限幅 · 积分抗饱和 · 动态抗饱和策略
执行器饱抗饱
15
鲁棒控制基础
H∞控制 · μ综合 · 滑模控制在姿态控制中的应用简介
鲁棒控制基础H∞控制
16
姿态控制仿真工具
MATLAB/Simulink · Python控制库的使用 · 搭建仿真环境与模型
姿态控制仿真工具MATLAB/Simul…
17
案例实战一
小卫星三轴稳定姿态控制系统的建模与仿…
案例实战一小卫星三轴稳定姿…
18
案例实战二
无人机姿态控制环路设计与调参实战
案例实战二无人机姿态控制环…
19
案例实战三
导弹姿态控制中的过载控制与稳定性设计
案例实战三导弹姿态控制
20
案例实战四
航天器机动（大角度姿态机动）的路径规…
案例实战四航天器机动
21
常见问题一
姿态估计发散 · 传感器噪声 · 延迟对控制环路的影响及解决
常见问题一姿态估计发散
22
常见问题二
控制器参数整定困难 · 振荡 · 超调过大的原因分析与调试技巧
常见问题二控制器参数整定困…
23
常见问题三
执行器故障 · 饱和 · 死区等非线性因素的处理与容错设计
常见问题三执行器故障
24
常见问题四
多环路耦合 · 刚体模态与挠性模态的相互作用及抑制方…
常见问题四多环路耦合
25
综合提升一
从PID到现代控制——LQR · MPC在姿态控制中的设计流程
综合提升一PID
26
综合提升二
姿态控制系统的硬件在环测试与半实物仿…
综合提升二姿态控制系统的硬…
27
综合提升三
姿态控制系统的可靠性设计与冗余管理
综合提升三姿态控制系统的可…
28
综合提升四
姿态控制与轨道控制 · 姿态机动与稳定控制的综合集成
综合提升四姿态控制
29
综合实战项目
设计一个完整的姿态控制系统 · 从需求分析 · 建模
综合实战项目设计一个完整的姿…
30
课程总结与进阶路径
知识体系回顾 · 常见误区 · 推荐书籍与
课程总结进阶路径