飞行控制是无人机的核心技术之一，它融合了空气动力学、自动控制、传感器技术及嵌入式系统等诸多技术。本书以飞行控制技术为核心，按照建模、传感和控制三大模块组织，构建从基础理论到工程实践的知识框架，为读者揭示无人机飞行控制系统的内在逻辑与技术脉络。
样章试读
目录
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第1章 绪论 001
1.1 无人机的分类与发展历史 001
1.1.1 无人机的定义 001
1.1.2 无人机的分类 001
1.1.3 无人机的发展历史 004
1.2 固定翼无人机的结构组成 009
1.2.1 固定翼无人机的优势 009
1.2.2 固定翼无人机的布局 010
1.3 飞行控制基本概念 014
1.3.1 飞行力学与飞行控制的关系 014
1.3.2 飞行控制系统的组成 015
1.3.3 无人机飞行控制的反馈回路 016
1.3.4 无人机飞行控制分配 017
1.3.5 飞行控制的发展历史 017
1.4 无人机飞行控制技术应用及发展趋势 021
1.4.1 无人机飞行控制技术的典型应用 021
1.4.2 无人机飞行控制技术的发展趋势 022
1.4.3 讨论:技术挑战与伦理争议 023
1.5 本章小结 023
习题 024
第2章 无人机飞行动力学基础 025
2.1 无人机运动分析 025
2.1.1 无人机运动自由度 026
2.1.2 常用坐标系及其转换 026
2.1.3 无人机运动参数 028
2.1.4 旋转矩阵 029
2.2 空气动力学分析 030
2.2.1 空气动力学基本概念 030
2.2.2 低速空气动力学方程 030
2.2.3 无人机气动参数 032
2.2.4 升力产生的原因 034
2.3 无人机力与力矩分析 035
2.3.1 重力 035
2.3.2 气动力和气动力矩 036
2.3.3 发动机推力和力矩 038
2.3.4 合力和合力矩 039
2.4 本章小结 039
习题 040
第3章 无人机静稳定性 041
3.1 纵向静稳定性 041
3.1.1 纵向定直飞行的力平衡 041
3.1.2 俯仰力矩与气动焦点 042
3.1.3 无人机纵向静稳定性 045
3.2 横侧向静稳定性 045
3.2.1 侧滑运动分析 045
3.2.2 横侧向静稳定性 046
3.2.3 影响滚转静稳定性导数的因素 047
3.2.4 影响航向稳定性导数的因素 048
3.3 舵面铰链力矩 049
3.4 定常飞行状态分析 050
3.4.1 定常直线侧滑 050
3.4.2 定常曲线飞行 052
3.5 本章小结 053
习题 054
第4章 无人机运动方程与稳定性分析 055
4.1 无人机运动方程组 055
4.1.1 动力学方程 055
4.1.2 运动学方程 059
4.1.3 运动方程解耦分组 059
4.1.4 小扰动线性化动力学方程 062
4.2 无人机纵向运动模态与稳定性分析 064
4.2.1 纵向小扰动的典型运动模态 064
4.2.2 无人机纵向稳定性影响因素分析 068
4.3 无人机横侧向运动模态与稳定性分析 070
4.3.1 横侧向小扰动方程 070
4.3.2 横侧向扰动运动的典型模态分析 071
4.4 本章小结 073
习题 073
第5章 传感器与执行器 075
5.1 传感器 075
5.1.1 空速计 075
5.1.2 高度气压计 076
5.1.3 陀螺仪 077
5.1.4 加速度计 078
5.1.5 磁罗盘 080
5.1.6 卫星定位系统 081
5.1.7 惯性导航系统 082
5.2 状态估计 083
5.2.1 频率滤波器 084
5.2.2 卡尔曼滤波 085
5.2.3 姿态估计 086
5.3 执行器 087
5.3.1 舵机 087
5.3.2 动力系统 090
5.4 本章小结 090
习题 091
第6章 典型控制回路 092
6.1 典型飞行控制系统的组成 092
6.2 舵回路 093
6.3 阻尼器 096
6.3.1 俯仰阻尼器 096
6.3.2 滚转阻尼器 097
6.3.3 偏航阻尼器 098
6.4 增稳系统 098
6.4.1 纵向增稳系统 099
6.4.2 纵向阻尼增稳系统 100
6.5 本章小结 102
习题 102
第7章 无人机姿态控制系统 104
7.1 姿态控制的构成与总体设计 104
7.2 纵向姿态控制 105
7.3 横侧向姿态控制 109
7.4 本章小结 113
习题 113
第8章 无人机导航控制系统 115
8.1 导航控制系统介绍 115
8.2 飞行高度保持与控制 116
8.3 飞行速度保持与控制 118
8.4 总能量控制 120
8.5 路径跟踪控制方法 122
8.5.1 路径表示方法 123
8.5.2 三种过点形式 124
8.5.3 侧偏距跟踪控制方法 124
8.5.4 圆弧跟踪控制方法 125
8.5.5 曲线跟踪方法 126
8.6 自主起降控制方法 129
8.6.1 自主起飞控制方法 129
8.6.2 自主降落控制方法 130
8.7 本章小结 132
习题 132
第9章 现代飞行控制技术 133
9.1 电传操纵系统 133
9.1.1 电传操纵系统概述 133
9.1.2 典型电传操纵系统 134
9.1.3 余度技术 135
9.2 主动控制技术 137
9.2.1 概述 137
9.2.2 放宽静稳定性 138
9.2.3 直接力控制 139
9.2.4 机动载荷控制 140
9.2.5 阵风减缓 142
9.3 本章小结 143
习题 143
附录A 参考答案 145
附录B 主要参考文献 153
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