微小型固定翼無人機(jī)飛行控制設(shè)計與實踐
定 價：89 元
- 作者：全權(quán)
- 出版時間：2025/7/1
- ISBN：9787121505362
- 出 版 社：電子工業(yè)出版社
- 中圖法分類：V279
- 頁碼：396
- 紙張：
- 版次：01
- 開本：16開
本書系統(tǒng)介紹微小型固定翼無人機(jī)開發(fā)，旨在幫助零基礎(chǔ)或有一定基礎(chǔ)的讀者迅速掌握無人機(jī)飛行控制的理論與實踐。本書共十章，每章以實驗驅(qū)動，內(nèi)容循序漸進(jìn)，注重理論與實踐的結(jié)合。本書采用案例教學(xué)的形式，通過理論與實驗結(jié)合，培養(yǎng)讀者的工程實踐能力和創(chuàng)新思維，使其能快速成長為無人機(jī)領(lǐng)域的全棧式工程師。 本書特別適合高等院校航空航天、自動化、計算機(jī)、機(jī)械工程等專業(yè)的學(xué)生，以及相關(guān)領(lǐng)域的研究人員和從業(yè)工程師閱讀。
全權(quán)，北京航空航天大學(xué)自動化科學(xué)與電氣工程學(xué)院，教授，博導(dǎo)。長時間從事可靠飛行控制和健康評估等方向研究。作為第一作者，完成英文著作三部，中文著作兩部，其中一部被認(rèn)為是多旋翼首本入門書和空中機(jī)器人領(lǐng)域必讀書，一部獲得“工信部十四五規(guī)劃教材”支持。主持開發(fā)flyeval.com多旋翼評估和設(shè)計平臺和rflysim.com仿真平臺，發(fā)表文章100多篇，其中包含The International Journal of Robotics Research， IEEE Transactions on Robotics，IEEE Transactions on Automatic Control等頂級或主流期刊在內(nèi)的70多篇SCI雜志論文，入選年度世界前2%科學(xué)家版單，論文入選領(lǐng)跑者5000-中國精品科技期刊頂尖學(xué)術(shù)論文。
第一章 緒論 / 1
1.1 基本概念 / 1
1.1.1 組成和分類 / 1
1.1.2 布局 / 3
1.1.3 翼型和機(jī)翼形狀 / 6
1.1.4 動力系統(tǒng) / 9
1.2 飛行原理 / 12
1.2.1 氣動規(guī)律 / 12
1.2.2 氣動力簡述 / 14
1.2.3 受力分析 / 17
1.2.4 穩(wěn)定性分析 / 18
1.3 設(shè)計理念的發(fā)展 / 20
1.3.1 手動控制技術(shù)（開始于 20 世紀(jì)初） / 21
1.3.2 自動控制技術(shù)（開始于 20 世紀(jì) 30 年代） / 21
1.3.3 主動控制技術(shù)（開始于 20 世紀(jì) 60—70 年代） / 22
1.3.4 ADA 控制技術(shù)（開始于 2010 年代） / 23
1.4 本書的寫作結(jié)構(gòu) /24
1.5 課后習(xí)題 / 25
第二章 實驗平臺配置及開發(fā)過程 / 27
2.1 實驗平臺及開發(fā)過程總體介紹 / 27
2.1.1 軟件平臺 / 27
2.1.2 硬件平臺 / 29
2.1.3 軟/硬件總體關(guān)系 / 31
2.1.4 開發(fā)過程總體介紹 / 32
2.2 軟件平臺安裝及配置 / 34
2.2.1 軟件平臺安裝步驟 / 34
2.2.2 高級設(shè)置 / 36
2.2.3 安裝完成效果 / 37
2.2.4 基本軟件檢查 / 39
2.2.5 RflySim 工具鏈其他功能 / 40
2.3 快速入門實驗 / 41
2.3.1 核心軟件介紹與使用 / 41
2.3.2 自動代碼生成功能介紹 / 43
2.3.3 基于視覺反饋的控制實驗 / 45
2.3.4 集群控制實驗 / 48
第三章 平飛性能評估實驗 / 50
3.1 平飛性能評估之實驗原理 / 50
3.1.1 平飛性能分析 / 50
3.1.2 動力系統(tǒng)建模 / 53
3.1.3 飛行包線 / 57
3.2 平飛性能評估之基礎(chǔ)實驗 / 58
3.2.1 實驗配置和目標(biāo) / 58
3.2.2 實驗步驟 / 59
3.3 平飛性能評估之分析實驗 / 63
3.3.1 實驗配置和目標(biāo) / 63
3.3.2 實驗步驟 / 64
3.4 平飛性能評估之設(shè)計實驗 / 68
3.4.1 實驗配置和目標(biāo) / 68
3.4.2 實驗步驟 / 68
3.5 課后習(xí)題 / 70
第四章 受控動態(tài)系統(tǒng)建模實驗 / 72
4.1 受控動態(tài)系統(tǒng)建模之實驗原理 / 72
4.1.1 坐標(biāo)系 / 72
4.1.2 運(yùn)動學(xué)與動力學(xué) / 78
4.1.3 力與力矩 / 79
4.1.4 配平與線性化 / 82
4.1.5 橫側(cè)向運(yùn)動分析 / 91
4.1.6 模態(tài)分析 / 93
4.2 受控動態(tài)系統(tǒng)建模之基礎(chǔ)實驗 / 94
4.2.1 實驗配置和目標(biāo) / 94
4.2.2 實驗步驟 / 95
4.3 受控動態(tài)系統(tǒng)建模之分析實驗 / 102
4.3.1 實驗配置和目標(biāo) / 102
4.3.2 實驗步驟 / 102
4.4 受控動態(tài)系統(tǒng)建模之設(shè)計實驗 / 109
4.4.1 實驗配置和目標(biāo) / 109
4.4.2 實驗設(shè)計 / 110
4.4.3 實驗步驟 / 111
4.5 課后習(xí)題 / 118
第五章 系統(tǒng)辨識實驗 / 121
5.1 系統(tǒng)辨識實驗之實驗原理 / 121
5.1.1 系統(tǒng)辨識步驟 / 121
5.1.2 制導(dǎo)模型辨識 / 122
5.1.3 氣動參數(shù)獲取 / 123
5.2 系統(tǒng)辨識實驗之基礎(chǔ)實驗 / 128
5.2.1 實驗配置和目標(biāo) / 128
5.2.2 實驗步驟 / 129
5.3 系統(tǒng)辨識實驗之分析實驗 / 134
5.3.1 實驗配置和目標(biāo) / 134
5.3.2 實驗步驟 / 135
5.4 系統(tǒng)辨識實驗之設(shè)計實驗 / 140
5.4.1 實驗配置和目標(biāo) / 140
5.4.2 實驗設(shè)計 / 140
5.4.3 實驗步驟 / 141
5.5 系統(tǒng)辨識實驗之硬件在環(huán)仿真實驗 / 145
5.5.1 制導(dǎo)模型辨識硬件在環(huán)仿真實驗 / 145
5.5.2 氣動參數(shù)辨識硬件在環(huán)仿真實驗 / 149
5.6 課后習(xí)題 / 153
第六章 底層飛行控制實驗 / 155
6.1 底層飛行控制之實驗原理 / 155
6.1.1 姿態(tài)控制 / 156
6.1.2 高度和速度控制 / 168
6.1.3 PID 控制原理和調(diào)試步驟 / 173
6.1.4 增益調(diào)度控制 / 174
6.1.5 飛行品質(zhì) / 175
6.2 底層飛行控制之基礎(chǔ)實驗 / 176
6.2.1 實驗配置和目標(biāo) / 176
6.2.2 實驗步驟 / 176
6.3 底層飛行控制之分析實驗 / 180
6.3.1 實驗配置和目標(biāo) / 180
6.3.2 實驗步驟 / 181
6.4 底層飛行控制之設(shè)計實驗 / 190
6.4.1 實驗配置和目標(biāo) / 190
6.4.2 實驗設(shè)計 / 190
6.4.3 實驗步驟 / 191
6.5 底層飛行控制之硬件在環(huán)仿真實驗 / 197
6.5.1 實驗配置和目標(biāo) / 197
6.5.2 實驗步驟 / 197
6.6 課后習(xí)題 / 202
第七章 路徑跟隨與規(guī)劃實驗 / 203
7.1 路徑跟隨與規(guī)劃之實驗原理 / 203
7.1.1 L1 直線跟隨 / 203
7.1.2 偏距圓弧跟隨 / 204
7.1.3 路徑跟隨指令與固定翼底層飛控模型的關(guān)聯(lián) / 205
7.1.4 Dubins 曲線 / 206
7.1.5 路徑長度計算 / 207
7.1.6 相關(guān)發(fā)展 / 211
7.2 路徑跟隨與規(guī)劃之基礎(chǔ)實驗 / 212
7.2.1 實驗配置和目標(biāo) / 212
7.2.2 實驗步驟 / 212
7.3 路徑跟隨與規(guī)劃之分析實驗 / 221
7.3.1 實驗配置和目標(biāo) / 221
7.3.2 實驗步驟 / 221
7.4 路徑跟隨與規(guī)劃之設(shè)計實驗 / 225
7.4.1 實驗配置和目標(biāo) / 225
7.4.2 實驗設(shè)計 / 226
7.4.3 實驗步驟 / 229
7.5 課后習(xí)題 / 234
第八章 軌跡規(guī)劃與微分平坦控制實驗 / 236
8.1 軌跡規(guī)劃與微分平坦控制之實驗原理 / 236
8.1.1 協(xié)調(diào)飛行模型 / 236
8.1.2 微分平坦控制與軌跡跟蹤 / 237
8.1.3 軌跡規(guī)劃 / 239
8.1.4 B-樣條軌跡生成 / 241
8.1.5 相關(guān)發(fā)展 / 249
8.2 微分平坦控制之基礎(chǔ)實驗 / 249
8.2.1 實驗配置和目標(biāo) / 249
8.2.2 實驗步驟 / 250
8.3 微分平坦控制之分析實驗 / 254
8.3.1 實驗配置和目標(biāo) / 254
8.3.2 實驗步驟 / 255
8.4 微分平坦控制之設(shè)計實驗 / 261
8.4.1 實驗配置和目標(biāo) / 261
8.4.2 實驗設(shè)計 / 263
8.4.3 實驗步驟 / 266
8.5 課后習(xí)題 / 273
第九章 圖像伺服對接控制實驗 / 275
9.1 圖像伺服對接控制實驗之實驗原理 / 275
9.1.1 圖像伺服控制基本原理 / 276
9.1.2 目標(biāo)識別及定位 / 278
9.1.3 對接控制 / 279
9.1.4 相關(guān)發(fā)展 / 287
9.2 圖像伺服對接控制實驗之基礎(chǔ)實驗 / 289
9.2.1 實驗配置和目標(biāo) / 289
9.2.2 實驗步驟 / 289
9.3 圖像伺服對接控制實驗之分析實驗 / 294
9.3.1 實驗配置和目標(biāo) / 294
9.3.2 實驗步驟 / 294
9.4 圖像伺服對接控制實驗之設(shè)計實驗 / 300
9.4.1 實驗配置和目標(biāo) / 300
9.4.2 實驗設(shè)計 / 300
9.4.3 實驗步驟 / 302
9.5 圖像伺服對接控制實驗之硬件在環(huán)仿真實驗 / 306
9.5.1 實驗配置和目標(biāo) / 306
9.5.2 實驗設(shè)計 / 307
9.5.3 實驗步驟 / 310
9.6 課后習(xí)題 / 317
第十章 集群飛行控制實驗 / 318
10.1 集群飛行實驗之實驗原理 / 318
10.1.1 基本概念 / 318
10.1.2 受控模型 / 319
10.1.3 集群控制方法 / 320
10.2 集群飛行實驗之基礎(chǔ)實驗 / 324
10.2.1 實驗配置和目標(biāo) / 324
10.2.2 實驗步驟 / 324
10.3 集群飛行實驗之分析實驗 / 330
10.3.1 實驗配置和目標(biāo) / 330
10.3.2 實驗步驟 / 330
10.4 集群飛行實驗之設(shè)計實驗 / 335
10.4.1 實驗配置和目標(biāo) / 335
10.4.2 實驗設(shè)計 / 335
10.4.3 實驗步驟 / 339
10.4.4 硬件在環(huán)仿真 / 344
10.4.5 相關(guān)發(fā)展 / 353
10.5 課后習(xí)題 / 354
10.6 附錄 / 355
附錄 A 中英文對照表 / 358
參考文獻(xiàn) / 365
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