本書共分為7章,系統(tǒng)地介紹了固定翼無人機和多旋翼無人機導(dǎo)航與飛行控制技術(shù)相關(guān)內(nèi)容,包括無人機動力學(xué)數(shù)學(xué)模型、作為執(zhí)行結(jié)構(gòu)的舵系統(tǒng)、無刷直流電機及電子調(diào)速器、各類傳感器、固定翼無人機飛行控制回路、多旋翼無人機飛行控制回路,以及常用導(dǎo)航方法等,基礎(chǔ)理論推導(dǎo)詳細(xì),內(nèi)容豐富全面。
本書可以用作飛行器導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制專業(yè)的教材,也可為從事飛行控制系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)人員提供參考。
第1章 概 述
1.1 無人機系統(tǒng)概述
1.1.1 基本概念
1.1.2 無人機發(fā)展歷程
1.2 飛行控制系統(tǒng)概述
1.2.1 飛行控制系統(tǒng)的基本任務(wù)
1.2.2 飛行控制技術(shù)的發(fā)展
1.2.3 無人機飛行控制技術(shù)
1.3 導(dǎo)航系統(tǒng)概述
1.3.1 基本概念
1.3.2 導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展
思考題
第2章 基礎(chǔ)知識
2.1 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
2.1.1 微分方程
2.1.2 傅里葉變換和拉普拉斯變換
2.1.3 四元數(shù)
2.2 機體結(jié)構(gòu)布局
2.2.1 水平起降結(jié)構(gòu)布局
2.2.2 垂直起降結(jié)構(gòu)布局
2.2.3 混合式結(jié)構(gòu)布局
2.3 自動控制理論基礎(chǔ)
2.3.1 反饋的概念
2.3.2 自動控制系統(tǒng)的組成
2.3.3 自動控制系統(tǒng)的基本控制方式
2.3.4 對自動控制系統(tǒng)的基本要求
2.3.5 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
2.3.6 控制系統(tǒng)的分析工具
2.3.7 PID原理
思考題
第3章 無人機運動方程
3.1 常用坐標(biāo)系及轉(zhuǎn)換
3.1.1 常用坐標(biāo)系定義
3.1.2 常用坐標(biāo)系之間的角度關(guān)系
3.1.3 常用坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換
3.2 作用在無人機上的力和力矩
3.2.1 作用在固定翼無人機上的力
3.2.2 作用在固定翼無人機上的力矩
3.2.3 作用在多旋翼無人機上的力和力矩
3.3 無人機運動方程組
3.3.1 動力學(xué)方程
3.3.2 運動學(xué)方程
3.3.3 無人機運動方程組
思考題
第4章 執(zhí)行機構(gòu)
4.1 舵機與舵回路
4.1.1 舵機工作原理
4.1.2 舵機特性分析
4.1.3 舵回路的構(gòu)成及基本類型
4.1.4 舵機特性對舵回路的影響
4.1.5 舵回路的設(shè)計要求
4.2 電機與電子調(diào)速器
4.2.1 直流電動機工作原理
4.2.2 無刷直流電動機
4.2.3 電子調(diào)速器
思考題
第5章 傳感器
5.1 概 述
5.1.1 飛行器運動參數(shù)的測量方法
5.1.2 可測的無人機運動參量
5.2 陀螺儀
5.2.1 陀螺儀的基本概念
5.2.2 兩自由度陀螺儀
5.2.3 單自由度陀螺儀
5.2.4 光學(xué)陀螺儀
5.2.5 MEMS陀螺儀
5.3 加速度計
5.3.1 加速度計一般原理
5.3.2 撓性擺式力矩反饋加速度傳感器
5.3.3 液浮擺式加速度傳感器
5.3.4 MEMS加速度傳感器
5.4 大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)
5.4.1 大氣溫度與大氣壓力
5.4.2 大氣數(shù)據(jù)計算原理
5.5 其他傳感器
5.5.1 無線電高度表
5.5.2 無線電測距
5.5.3 磁力計
5.5.4 迎角和側(cè)滑角的傳感器
思考題
第6章 無人機飛行控制系統(tǒng)
6.1 概 述
6.2 飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計方法
6.2.1 飛行控制系統(tǒng)的經(jīng)典設(shè)計方法
6.2.2 飛行控制系統(tǒng)的現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)
6.3 固定翼無人機飛行控制系統(tǒng)
6.3.1 姿態(tài)控制系統(tǒng)
6.3.2 軌跡控制系統(tǒng)
6.3.3 空速的控制和保持
6.4 多旋翼無人機飛行控制系統(tǒng)
6.4.1 多旋翼無人機控制原理
6.4.2 多旋翼無人機飛行控制框架
6.4.3 四旋翼無人機飛行控制回路設(shè)計實例
思考題
第7章 導(dǎo)航系統(tǒng)
7.1 導(dǎo)航概述
7.1.1 導(dǎo)航的起源及定義
7.1.2 導(dǎo)航的基本手段及分類
7.1.3 導(dǎo)航的性能指標(biāo)
7.2 慣性導(dǎo)航
7.2.1 概 述
7.2.2 慣性導(dǎo)航原理
7.2.3 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
7.3 衛(wèi)星導(dǎo)航
7.3.1 概 述
7.3.2 衛(wèi)星導(dǎo)航原理
7.3.3 衛(wèi)星導(dǎo)航的增強系統(tǒng)
7.4 組合導(dǎo)航
7.4.1 概 述
7.4.2 組合導(dǎo)航原理
7.4.3 典型組合導(dǎo)航方式
思考題
參考文獻