随着太阳能光伏发电的飞速发展,在大规模的光伏发电中也时常出现各种故障影响整个发电效率,其中最常见的就是热斑现象。对于这个普遍存在的问题,唯有定期对整个光伏阵列进行巡检。在光伏巡检系统中,四轴飞行器控制系统显得尤为关键,因此本文的工作可以概括为以下几个方面。(1)根据四轴飞行器的基本组成结构,分析四轴飞行器的基本运动与力的关系并建立地理坐标系和机体坐标系,然后通过欧拉方程和牛顿第二定律得到四轴飞行器数学模型;(2)阐述了基于Mahony滤波的四元数姿态融合方法,并通过姿态解算实验验证其有效性;设计了基于微分先行和不完全微分的四轴飞行器控制器来增强其稳定性和抗扰性;在matlab环境下搭建simulink四轴飞行器运动仿真模型进行了仿真实验,验证了四轴飞行器控制器对其运动控制的有效性。(3)搭建了四轴飞行器系统硬件平台,并在该平台下完成控制系统的软件设计,主要包括姿态解算和控制算法的实现,最后通过飞行实验验证了四轴飞行器在自稳、跟随期望值和抗扰性三个方面的能力。(4)简述了光伏巡检系统的工作流程,并阐述了地面站图像处理算法原理及软件实现,最后通过光伏红外图像拼接实验验证了图像拼接算法的有效性。