书籍详情
无人机飞行控制技术
作者：王长龙 等 著
出版社：科学出版社
出版时间：2021-03-01
ISBN：9787030665935
定价：¥99.00
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内容简介
《无人机飞行控制技术：小型共轴无人直升机控制系统》通过合理简化小型共轴无人直升机（Small-scale Coaxial Unmanned Helicopter，SCUH）所受合力和力矩，建立了全状态非线性数学模型；分别设计了SCUH中低速水平飞行鲁棒 H∞控制器、基于反步法姿态控制器和轨迹跟踪滑模控制器；介绍了基于多传感器数据融合的 SCUH航姿测量方法；说明了小型共轴无人直升机的飞行实验情况。
作者简介
暂缺《无人机飞行控制技术》作者简介
目录
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 共轴式直升机研究现状 2
1.3 关键技术及研究现状 5
1.3.1 建模 6
1.3.2 控制算法 8
1.3.3 航姿测量方法 11
1.4 本书主要内容 12
第2章 小型共轴无人直升机建模 14
2.1 引言 14
2.2 小型共轴无人直升机运动模型 14
2.2.1 运动学模型 15
2.2.2 动力学模型 16
2.3 力和力矩模型 17
2.3.1 共轴旋翼气动建模 17
2.3.2 机身气动力和气动力矩 22
2.3.3 平尾气动力和气动力矩 23
2.3.4 垂尾气动力和气动力矩 23
2.4 小型共轴无人直升机数学模型 24
2.4.1 非线性模型 24
2.4.2 线性模型 24
2.5 本章小结 26
第3章 基于鲁棒H∞控制的SCUH水平飞行控制 27
3.1 引言 27
3.2 共轴直升机不确定线性模型 28
3.3 控制器设计 29
3.3.1 问题描述 29
3.3.2 控制器设计 30
3.4 稳定性分析 33
3.5 仿真验证 43
3.6 本章小结 56
第4章 基于自适应反步控制的SCUH姿态控制 57
4.1 引言 57
4.2 姿态控制模型 58
4.3 系统扰动估计 59
4.4 控制律设计 61
4.5 仿真验证 64
4.6 本章小结 67
第5章 基于滑模控制的SCUH轨迹跟踪控制 69
5.1 引言 69
5.2 轨迹控制模型 70
5.3 扰动观测器设计 71
5.4 控制律设计 73
5.4.1 垂向控制器 73
5.4.2 航向控制器 74
5.4.3 水平位置控制器 75
5.5 仿真验证 76
5.6 本章小结 80
第6章 基于多传感器数据融合的SCUH航姿测量 81
6.1 引言 81
6.2 UKF滤波算法 81
6.3 自适应UKF滤波算法 82
6.3.1 滤波模型的建立 82
6.3.2 自适应UKF滤波算法 84
6.4 自适应UKF滤波算法抗干扰性能验证 87
6.5 本章小结 90
第7章 飞行控制系统构建与飞行实验 91
7.1 引言 91
7.2 实验系统 91
7.2.1 飞行器平台 91
7.2.2 硬件系统 92
7.2.3 软件系统 97
7.3 传感器标定实验 99
7.3.1 传感器输出模型的建立 99
7.3.2 传感器的标定 101
7.3.3 标定后的数据分析 103
7.4 飞行实验 104
7.4.1 姿态控制 104
7.4.2 高度控制 106
7.4.3 悬停控制 107
7.4.4 水平速度控制 108
7.4.5 自主航点飞行控制 110
7.5 本章小结 111
参考文献 112
彩图
前言
第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 共轴式直升机研究现状 2
1.3 关键技术及研究现状 5
1.3.1 建模 6
1.3.2 控制算法 8
1.3.3 航姿测量方法 11
1.4 本书主要内容 12
第2章 小型共轴无人直升机建模 14
2.1 引言 14
2.2 小型共轴无人直升机运动模型 14
2.2.1 运动学模型 15
2.2.2 动力学模型 16
2.3 力和力矩模型 17
2.3.1 共轴旋翼气动建模 17
2.3.2 机身气动力和气动力矩 22
2.3.3 平尾气动力和气动力矩 23
2.3.4 垂尾气动力和气动力矩 23
2.4 小型共轴无人直升机数学模型 24
2.4.1 非线性模型 24
2.4.2 线性模型 24
2.5 本章小结 26
第3章 基于鲁棒H∞控制的SCUH水平飞行控制 27
3.1 引言 27
3.2 共轴直升机不确定线性模型 28
3.3 控制器设计 29
3.3.1 问题描述 29
3.3.2 控制器设计 30
3.4 稳定性分析 33
3.5 仿真验证 43
3.6 本章小结 56
第4章 基于自适应反步控制的SCUH姿态控制 57
4.1 引言 57
4.2 姿态控制模型 58
4.3 系统扰动估计 59
4.4 控制律设计 61
4.5 仿真验证 64
4.6 本章小结 67
第5章 基于滑模控制的SCUH轨迹跟踪控制 69
5.1 引言 69
5.2 轨迹控制模型 70
5.3 扰动观测器设计 71
5.4 控制律设计 73
5.4.1 垂向控制器 73
5.4.2 航向控制器 74
5.4.3 水平位置控制器 75
5.5 仿真验证 76
5.6 本章小结 80
第6章 基于多传感器数据融合的SCUH航姿测量 81
6.1 引言 81
6.2 UKF滤波算法 81
6.3 自适应UKF滤波算法 82
6.3.1 滤波模型的建立 82
6.3.2 自适应UKF滤波算法 84
6.4 自适应UKF滤波算法抗干扰性能验证 87
6.5 本章小结 90
第7章 飞行控制系统构建与飞行实验 91
7.1 引言 91
7.2 实验系统 91
7.2.1 飞行器平台 91
7.2.2 硬件系统 92
7.2.3 软件系统 97
7.3 传感器标定实验 99
7.3.1 传感器输出模型的建立 99
7.3.2 传感器的标定 101
7.3.3 标定后的数据分析 103
7.4 飞行实验 104
7.4.1 姿态控制 104
7.4.2 高度控制 106
7.4.3 悬停控制 107
7.4.4 水平速度控制 108
7.4.5 自主航点飞行控制 110
7.5 本章小结 111
参考文献 112
彩图
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