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多旋翼无人机系统与应用

多旋翼无人机系统与应用

定 价:¥98.00

作 者: 彭程,白越,田彦涛 著
出版社: 化学工业出版社
丛编项: “中国制造2025”出版工程
标 签: 暂缺

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ISBN: 9787122351630 出版时间: 2020-06-01 包装: 平装
开本: 16开 页数: 363 字数:  

内容简介

  本书从技术与应用相结合的角度, 系统地介绍了多旋翼无人机系统的基本理论、设计方法与应用示范。全书内容包括多旋翼无人机的基本概念、飞行原理与动力学建模、系统构成与实现、空气动力学、导航信息融合、姿态稳定与航迹跟踪控制、故障容错控制、载荷系统以及应用示范。 本书适合多旋翼无人机领域的技术人员阅读, 也可以作为高等院校无人机专业高年级本科生和研究生的教学参考。

作者简介

暂缺《多旋翼无人机系统与应用》作者简介

图书目录

第1章 绪论 /1
 参考文献 /2

第2章 多旋翼无人机的飞行原理与动力学建模 /4
 2.1 多旋翼无人机的飞行原理 /4
 2.2 多旋翼无人机的动力学建模 /5
   2.2.1 坐标及坐标转换关系 /5
   2.2.2 多旋翼无人机动力学方程 /7
   2.2.3 多旋翼无人机运动学方程 /9
   2.2.4 多旋翼无人机控制关系方程 /10
   2.2.5 多旋翼无人机运动方程组 /12
   2.2.6 多旋翼无人机的机动性能分析 /13
 2.3 多旋翼无人机稳定飞行基本条件 /17
   2.3.1 无人机硬件可靠性 /17
   2.3.2 无人机软件可靠性 /18
 参考文献 /19

第3章 多旋翼无人机系统构成与实现 /20
 3.1 执行单元 /20
   3.1.1 螺旋桨 /20
   3.1.2 电机与电调 /20
 3.2 飞行控制系统 /21
 3.3 地面站系统 /23
 3.4 导航系统 /25
 3.5 测控链路 /26
   3.5.1 长距离遥控遥测装置 /26
   3.5.2 高清无线数字视频发射机 /26
   3.5.3 手持高清无线视频接收机 /28
 3.6 多旋翼无人机系统自主控制体系结构 /29
 参考文献 /30

第4章 多旋翼无人机空气动力学 /32
 4.1 概述 /32
 4.2 低雷诺数下的多旋翼系统 /33
   4.2.1 考虑空气黏度的旋翼气动理论计算 /33
   4.2.2 考虑旋翼间干扰的多旋翼系统 /36
   4.2.3 黏性效应和翼间干扰的影响 /40
 4.3 数值模拟方法及验证 /40
   4.3.1 旋翼数值模拟方法 /41
   4.3.2 单旋翼数值模拟 /46
   4.3.3 单旋翼实验验证 /49
 4.4 共轴双旋翼单元气动特性分析 /53
 4.5 非平面式双旋翼单元气动特性分析 /64
   4.5.1 非平面双旋翼实验研究 /64
   4.5.2 非平面双旋翼气动特性数值模拟 /75
 4.6 非平面式双旋翼单元来流实验研究 /84
   4.6.1 实验设计 /84
   4.6.2 非平面旋翼实验结果分析 /85
 参考文献 /98

第5章 多旋翼无人机导航信息融合 /100
 5.1 引言 /100
 5.2 传感器特性分析与数据预处理 /101
   5.2.1 传感器介绍与特性分析 /101
   5.2.2 传感器误差分析与校正 /104
 5.3 多旋翼无人机姿态信息融合 /116
   5.3.1 非线性姿态角信息融合系统建模 /117
   5.3.2 姿态信息融合算法设计 /118
   5.3.3 姿态信息融合实验与分析 /121
 5.4 多旋翼无人机位置、速度信息融合 /124
   5.4.1 水平方向速度和位置信息融合 /125
   5.4.2 垂直方向速度和位置信息融合 /127
 5.5 低成本组合导航传感器特性分析与预处理 /131
   5.5.1 组合导航传感器特性分析 /132
   5.5.2 INS误差源分析及预处理 /135
   5.5.3 磁力计/气压高度计/GNSS误差建模和预处理 /141
 5.6 低成本组合导航信息融合 /144
   5.6.1 组合导航信息算法选定 /145
   5.6.2 高维数EKF算法设计 /147
   5.6.3 组合导航EKF初始对准及方差自适应整定 /155
   5.6.4 EKF-CPF动态容错算法 /159
   5.6.5 组合导航EKF-CPF仿真设计与验证 /161
   5.6.6 组合导航EKF-CPF算法实测分析 /171
 5.7 多旋翼无人机状态感知 /174
 参考文献 /178

第6章 多旋翼无人机姿态稳定与航迹跟踪控制 /180
 6.1 概述 /180
 6.2 多旋翼无人机姿态稳定控制器设计与实验 /180
   6.2.1 多旋翼无人机姿态稳定控制模型 /181
   6.2.2 自适应径向基神经网络的反步滑模姿态稳定控制器设计 /182
   6.2.3 自适应径向基神经网络的反步滑模姿态稳定控制仿真验证 /187
 6.3 多旋翼无人机航迹跟踪控制器设计与实验 /192
   6.3.1 自抗扰航迹跟踪控制器 /192
   6.3.2 线性自抗扰航迹跟踪控制器 /197
   6.3.3 倾斜转弯模式自主轨迹跟踪控制器 /204
 6.4 多旋翼无人机姿态抗饱和控制器设计与实验 /210
   6.4.1 无人机偏航静态抗饱和控制 /211
   6.4.2 无人机偏航抗积分饱和控制 /216
 参考文献 /229

第7章 多旋翼无人机的故障容错控制 /232
 7.1 概述 /232
 7.2 多旋翼无人机执行单元的故障模型 /233
   7.2.1 直流电动机的数学模型 /233
   7.2.2 驱动电路板故障 /237
   7.2.3 旋翼的升力模型 /241
   7.2.4 执行单元升力故障模型 /248
 7.3 十二旋翼无人机增益型故障容错控制 /249
   7.3.1 增益型故障情况下十二旋翼无人机的数学模型 /249
   7.3.2 十二旋翼无人机增益型故障检测算法设计 /250
   7.3.3 多旋翼无人机增益型故障重构容错控制器设计 /252
   7.3.4 十二旋翼无人机增益型故障容错控制仿真实验 /255
   7.3.5 对比四旋翼无人机增益型故障容错控制 /259
 7.4 十二旋翼无人机执行单元失效型故障容错控制 /262
   7.4.1 四旋翼无人机故障下的动力学特性 /263
   7.4.2 十二旋翼无人机的失效型故障下的动力学分析 /264
   7.4.3 十二旋翼无人机失效型故障的故障检测算法 /266
   7.4.4 十二旋翼无人机失效型故障容错控制仿真实验 /267
 7.5 六旋翼无人机容错控制 /268
   7.5.1 执行单元故障检测与诊断系统 /268
   7.5.2 基于最优分类面的故障诊断算法 /270
   7.5.3 基于扩展卡尔曼滤波算法的故障观测器 /273
   7.5.4 自重构控制算法 /281
 参考文献 /287

第8章 多旋翼无人机载荷系统 /289
 8.1 光电载荷云台设计 /289
   8.1.1 光电载荷云台 /289
   8.1.2 光电载荷云台静力学分析 /289
   8.1.3 光电载荷云台振动分析 /291
   8.1.4 光电载荷云台结构优化 /294
   8.1.5 光电载荷云台控制系统设计 /297
   8.1.6 光电载荷云台复合补偿控制方法 /302
   8.1.7 系统设计与实验分析 /326
 8.2 生物制剂投放装置设计 /340
 8.3 农药喷洒装置设计 /341
 参考文献 /343

第9章 多旋翼无人机应用示范 /345
 9.1 生物防治应用 /345
   9.1.1 基于多旋翼无人机的智能投放系统应用示范 /345
   9.1.2 基于多旋翼无人机的智能投放系统标准化操作流程 /348
 9.2 精准农业应用 /349
   9.2.1 多旋翼无人机光谱遥感系统 /350
   9.2.2 水稻氮元素光谱实验分析 /351
   9.2.3 水稻叶片信息获取与分析 /355
   9.2.4 基于多旋翼无人机的遥感数据采集系统标准化操作流程 /358
 参考文献 /359

索引 /360

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