多旋翼飞行器设计与控制_PDF下载[104MB-百度云]全权著;杜光勋等译

本书特色

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本书覆盖了多旋翼飞行器设计的大部分内容，共十五章，包括多旋翼飞行器基础知识、布局、动力系统、建模、感知、控制和决策等部分。旨在将多旋翼飞行器工程实践中应用的设计原则组织起来，并强调基础概念的重要性，具有基础性、实用性、综合性和系统性等特点。本书可以用作高年级本科生以及研究生教材，或者作为该领域研究的入门指南，还可以作为多旋翼飞行器工程师的自学教材。另外，本书也可以作为其他无人飞行系统乃至无人系统的补充阅读材料。

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内容简介

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作者简介

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全权，北京航空航天大学副教授，博士，新加坡国立大学Research Fellow，已受邀为加拿大多伦多大学访问教授，获得北京航空航天大学蓝天新秀、北京市青年英才计划支撑。

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目录第1 章绪论………………………………………………………………… 11.1 基本概念…………………………………………………………… 21.1.1 常见飞行器分类………………………………………………….. 21.1.2 无人驾驶飞机和航空模型飞机……………………………………….41.2 多旋翼遥控和性能评估……………………………………………….51.2.1 遥控……………………………………………………………51.2.2 性能评估………………………………………………………..91.2.3 瓶颈………………………………………………………..11 1.3 多旋翼发展历史………………………………………………………..11 1.3.1 休眠期………………………………………………………..12 1.3.2 复苏期………………………………………………………..13 1.3.3 发展期………………………………………………………..14 1.3.4 活跃期………………………………………………………..151.3.5 爆发期………………………………………………………..16 1.3.6 评注……………………………………………………….. 19 1.4 本书的目的和写作结构………………………………………………………..19 1.4.1 本书的目的………………………………………………………..19 1.4.2 写作结构………………………………………………………..20 习题1………………………………………………………..23 参考文献………………………………………………………..23 **篇设计篇第2 章基本组成………………………………………………………….. 28 2.1 总体介绍………………………………………………………….. 292.2 机架………………………………………………………….. 31 2.2.1 机身…………………………………………………………..31 2.2.2 起落架…………………………………………………………..32 2.2.3 涵道…………………………………………………………..32 2.3 动力系统………………………………………………………….. 332.3.1 螺旋桨…………………………………………………………..33 2.3.2 电机…………………………………………………………..36 2.3.3 电调…………………………………………………………..39 2.3.4 电池…………………………………………………………..40 2.4 指挥控制系统…………………………………………………………..42 2.4.1 遥控器和接收机…………………………………………………………..42 2.4.2 自驾仪…………………………………………………………..44 2.4.3 地面站…………………………………………………………..47 2.4.4 数传电台………………………………………………………….. 47本章小结………………………………………………………………. 48 习题2…………………………………………………………49 参考文献………………………………………………………………. 49 第3 章机架设计………………………………………………………………. 50 3.1 布局设计………………………………………………………….. 513.1.1 机架布局…………………………………………………………..51 3.1.2 气动布局…………………………………………………………..58 3.2 结构设计………………………………………………………….. 593.2.1 机架结构设计原则…………………………………………………………..59 3.2.2 减振考虑…………………………………………………………..59 3.2.3 减噪考虑…………………………………………………………..61 本章小结………………………………………………………………. 62 习题3………………………………………………………………. 63 参考文献………………………………………………………………. 63 第4 章动力系统建模和估算…………………………………………………………..64 4.1 问题描述………………………………………………………….. 654.2 动力系统建模…………………………………………………………..66 4.2.1 螺旋桨建模…………………………………………………………..66 4.2.2 电机建模…………………………………………………………..68 4.2.3 电调建模…………………………………………………………..69 4.2.4 电池建模…………………………………………………………..70 4.3 性能估算………………………………………………………….. 704.3.1 求解问题1 …………………………………………………….. 704.3.2 求解问题2 …………………………………………………….. 714.3.3 求解问题3 …………………………………………………….. 734.3.4 求解问题4 …………………………………………………….. 744.4 实验测试………………………………………………………….. 764.5 附录………………………………………………………….. 77 4.5.1 求解螺旋桨拉力系数与转矩系数的详细步骤…………………………………………………………..77 4.5.2 求解电机等效电压和电流的详细步骤…………………………………………………………..79 本章小结………………………………………………………………. 82 习题4…………………………………………………………..82 参考文献………………………………………………………………. 83 第二篇建模篇第5章坐标系和姿态表示………………………………………………….. 885.1 坐标系…………………………………………………………..89 5.2 姿态表示………………………………………………………….. 895.2.1 欧拉角…………………………………………………………..90 5.2.2 旋转矩阵…………………………………………………………..935.2.3 四元数…………………………………………………………..95 本章小结……………………………………………………………… 105 习题5 ………………………………………………………………… 105 参考文献……………………………………………………………… 105 第6章动态模型和参数测量…………………………………………………………..107 6.1 多旋翼控制模型…………………………………………………………..108 6.1.1 总体描述.. .. . . . . . . . . . .. .. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. .. . . . . . . . . . . 108 6.1.2 多旋翼飞行控制刚体模型. . . . . .. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. .. . . . . . 109 6.1.3 控制效率模型. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. . . . . .112 6.1.4 动力单元模型. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. . . . . .114 6.2 多旋翼气动阻力模型………………………………………………. 1156.2.1 桨叶挥舞.. .. . . . . . . . . . .. .. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. .. . . . . . . . . . . 115 6.2.2 多旋翼气动阻力模型……………………………………………. 1166.3 多旋翼模型参数测量………………………………………….