緒論

0．1 飛行原理研究的內容

0．1．1 飛行力學模型建立

0．1．2 飛行控制繫統設計

0．1．3 未來發展趨勢

0．2 飛行力學若干基礎問題探討

0．2．1 大氣擾動建模和抑制問題

O．2．2 非線性飛行動力學問題

0．2．3 平流層飛艇動力學與控制

0．2．4 異類控制效應復合控制技術

0．3 本書編寫特點與內容

O．3．1 編寫特點

0．3．2 章節安排

1 大氣飛行基礎

1．1 地球大氣層

1．1．1 大氣層的分布

1．1．2 標準大氣表達式

1．1．3 空氣的物理性質

1．1．4 風場的分布

1．2 空氣動力飛行器

1．2．1 飛機的組成

1．2．2 飛機的升力

1．3 空氣靜力飛行器

1．3．1 飛艇的組成

1．3．2 飛艇的浮力

1．4 飛行器的阻力

1．4．1 壓差阻力

1．4．2 誘導阻力

1．4．3 阻力計算

2 飛行器的運動學

2．1 飛行器的速度

2．2 飛行器的姿態

2．3 直角坐標繫變換

2．3．1 位置變換

2．3．2 角速度變換

2．3．3 常用坐標繫變換

2．4 飛行器的運動學方程

2．5 姿數表達

3 飛行器的飛行性能

3．1 穩態飛行性能

3．1．1 穩態平飛

3．1．2 穩態滑行

3．1．3 穩態爬升

3．1．4 平飛包線

3．2 續航性能

3．2．1 航程和航時

3．2．2 巡航

3．3 機動飛行性能

3．3．1 過載

3．3．2 平飛加速和減速

3．3．3 躍升

3．3．4 盤旋

3．4 滑跑起飛和著陸性能

3．4．1 起飛滑跑段距離和時間

3．4．2 上升段水平距離和時間

3．4．3 著陸段水平距離和時間

3．4．4 著陸滑跑段距離和時間

3．5 飛艇的垂直起降性能

3．5．1 小氦氣質量和飛行高度

3．5．2 熱環境和熱力學模型

3．5．3 起降性能數值仿真

4 飛行器的靜穩定性和靜操縱性

4．1 飛行器的平衡

4．2 運動的穩定性

4．2．1 運動穩定性定義

4．2．2 飛行器的穩定性

4．3 飛機的靜穩定性

4．3．1 飛機的重心、壓心和焦點

4．3．2 縱向靜穩定性和升降舵操縱

4．3．3 橫側向靜穩定性和副翼操縱

4．3．4 方向靜穩定性和方向舵操縱

4．4 飛艇的靜穩定性

4．4．1 飛艇的縱向靜穩定性

4．4．2 飛艇的橫側向靜穩定性

5 飛行器的動力學方程

5．1 飛行器的受力分析

5．1．1 流體慣性力、慣性力矩及附加質量

5．1．2 空氣動力和空氣動力矩

5．1．3 推力和推力矩

5．1．4 重力、浮力和力矩

5．2 剛體動力學方程

5．3 模型解耦和線性化

5．3．1 穩態飛行和擾動運動

5．3．2 參數小擾動線性化

5．3．3 力和力矩線性化和模型解耦

5．3．4 力和力矩的無量綱導數

5．3．5 數值小擾動線性化

6 飛行器的動穩定性和動操縱性

6．1 定常線性常微分繫統通解

6．1．1 齊次微分方程組求解

6．1．2 非齊次微分方程組求解

6．2 運動模態和模態參數

6．3 拉普拉斯變換和傳遞函數

6．4 線性繫統的時域分析

6．4．1 階躍響應性能指標

6．4．2 二階繫統的時域分析

6．5 飛機的縱向動穩定性和操縱性

6．5．1 縱向運動模態分析

6．5．2 縱向運動模態近似

6．5．3 縱向運動傳遞函數

6．6 飛機的橫側向動穩定性和操縱性

6．6．1 橫向運動模態分析

6．6．2 橫向運動模態近似

6．6．3 橫向運動傳遞函數

6．7 飛艇的動穩定性和操縱性

6．7．1 飛艇縱向模態分析

6．7．2 飛艇橫側向模態分析

6．7．3 飛艇縱向操縱響應

6．7．4 飛艇橫側向操縱響應

7 飛行控制繫統設計

7．1 飛行控制繫統組成

7．2 基於根軌跡的控制器設計

7．3 PID控制器

7．3．1 PD控制器對響應性能的影響

7．3．2 PI控制器對穩態誤差的影響

7．4 俯仰控制器設計

7．4．1 比例控制

7．4．2 微分控制

7．4．3 比例微分控制

7．4．4 閉環性能設計

7．5 偏航控制器設計

7．6 滾轉控制器設計

7．7 協調轉彎運動控制

8 多矢量推力飛艇復合控制繫統設計

8．1 飛艇執行機構模型

8．2 控制繫統方案

8．2．1 水平位置跟蹤

8．2．2 高度位置跟蹤

8．3 增量式P1D控制器設計

8．4 力矩分配模塊設計

8．5 可重構控制繫統設計

8．5．1 多舵面的重構分配算法設計

8．5．2 多螺旋槳的重構分配算法設計

8．6 自主重構控制繫統仿真

8．6．1 無故障下軌跡跟蹤仿真

8．6．2 多個螺旋槳故障下仿真

8．6．3 舵面和螺旋槳共同故障下仿真

附錄

附錄一 概念習題

附錄二 計算習題

附錄三 課程設計

參考文獻

索引