基本信息

書名:多旋翼飛行器設計與控制

定價

作者:全權

出版社：電子工業出版社

出版日期：2018-01-01

ISBN：9787121312687

字數：550000

頁碼：372

版次：

裝幀：精裝

開本：16開

商品重量：

編輯推薦

This is the single best introduction to multicopter control. Clear, prehensive and progressing from basic principles to advanced techniques, it's a must read for anyone hoping to learn how to design flying robots.（這是一本多旋翼飛行器控制入門的教科書。本書清晰和全面，涵蓋了從基本原理到高級技術的發展過程，這對任何希望學習如何設計飛行機器人的人來說是一個必讀教材。）
---- Chris Anderson，3D Robitics公司CEO

This introductory text is a wele addition to the literature on multicopter design and control, on which the author is an acknowledged authority. The book is directed to advanced undergraduate and beginning graduate students in aeronautical and control (or electrical) engineering, as well as to multicopter designers and hobbyists.（本書作者是多旋翼飛行器設計與控制領域的公認專家，他寫的這本入門教科書是對多旋翼飛行器設計與控制相關文獻的一個很好的補充。本書適用於航空和控制（或電子）工程領域的高年級本科生和低年級研究生，以及多旋翼飛行器設計師和業餘愛好者。）
--- W. Murray Wonham，多倫多大學教授

內容提要

本書覆蓋了多旋翼飛行器設計的大部分內容，共十五章，包括多旋翼飛行器基礎知識、布局、動力繫統、建模、感知、控制和決策等部分。旨在將多旋翼飛行器工程實踐中應用的設計原則組織起來，並強調基礎概念的重要性，具有基礎性、實用性、綜合性和繫統性等特點。本書可以用作高年級本科生以及研究生教材，或者作為該領域研究的入門指南，還可以作為多旋翼飛行器工程師的自學教材。另外，本書也可以作為其他無人飛行繫統乃至無人繫統的補充閱讀材料。

目錄

目錄

章緒論........................................................................... 1
1.1 基本概念..................................................................... 2
1.1.1 常見飛行器分類........................................................... 2
1.1.2 無人駕駛飛機和航空模型飛機..............................................4
1.2 多旋翼遙控和性能評估.......................................................5
1.2.1 遙控.....................................................................5
1.2.2 性能評估.................................................................9
1.2.3 瓶頸.................................................................11
1.3 多旋翼發展歷史.................................................................11
1.3.1 休眠期.................................................................12
1.3.2 復蘇期.................................................................13
1.3.3 發展期.................................................................14
1.3.4 活躍期.................................................................15
1.3.5 爆發期.................................................................16
1.3.6 評注................................................................. 19
1.4 本書的目的和寫作結構.................................................................19
1.4.1 本書的目的.................................................................19
1.4.2 寫作結構.................................................................20
習題1.................................................................23
參考文獻.................................................................23

篇設計篇

第2 章基本組成.................................................................... 28
2.1 總體介紹.................................................................... 29
2.2 機架.................................................................... 31
2.2.1 機身....................................................................31
2.2.2 起落架....................................................................32
2.2.3 涵道....................................................................32
2.3 動力繫統.................................................................... 33
2.3.1 螺旋槳....................................................................33
2.3.2 電機....................................................................36
2.3.3 電調....................................................................39
2.3.4 電池....................................................................40
2.4 指揮控制繫統....................................................................42
2.4.1 遙控器和接收機....................................................................42
2.4.2 自駕儀....................................................................44
2.4.3 地面站....................................................................47
2.4.4 數傳電臺.................................................................... 47
本章小結......................................................................... 48
習題2..................................................................49
參考文獻......................................................................... 49

第3 章機架設計......................................................................... 50
3.1 布局設計.................................................................... 51
3.1.1 機架布局....................................................................51
3.1.2 氣動布局....................................................................58
3.2 結構設計.................................................................... 59
3.2.1 機架結構設計原則....................................................................59
3.2.2 減振考慮....................................................................59
3.2.3 減噪考慮....................................................................61
本章小結......................................................................... 62
習題3......................................................................... 63
參考文獻......................................................................... 63
第4 章動力繫統建模和估算....................................................................64
4.1 問題描述.................................................................... 65
4.2 動力繫統建模....................................................................66
4.2.1 螺旋槳建模....................................................................66
4.2.2 電機建模....................................................................68
4.2.3 電調建模....................................................................69
4.2.4 電池建模....................................................................70
4.3 性能估算.................................................................... 70
4.3.1 求解問題1 .............................................................. 70
4.3.2 求解問題2 .............................................................. 71
4.3.3 求解問題3 .............................................................. 73
4.3.4 求解問題4 .............................................................. 74
4.4 實驗測試.................................................................... 76
4.5 附錄.................................................................... 77
4.5.1 求解螺旋槳拉力繫數與轉矩繫數的詳細步驟....................................................................77
4.5.2 求解電機等效電壓和電流的詳細步驟....................................................................79
本章小結......................................................................... 82
習題4....................................................................82
參考文獻......................................................................... 83

第二篇建模篇

第5章 坐標繫和姿態表示........................................................... 88
5.1 坐標繫....................................................................89
5.2 姿態表示.................................................................... 89
5.2.1 歐拉角....................................................................90
5.2.2 旋轉矩陣....................................................................93
5.2.數....................................................................95
本章小結........................................................................ 105
習題5 ........................................................................... 105
參考文獻........................................................................ 105
第6章 動態模型和參數測量....................................................................107
6.1 多旋翼控制模型....................................................................108
6.1.1 總體描述.. .. . . . . . . . . . .. .. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. .. . . . . . . . . . . 108
6.1.2 多旋翼飛行控制剛體模型. . . . . .. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. .. . . . . . 109
6.1.3 控制效率模型. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. . . . . .112
6.1.4 模型. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. . . . . .114
6.2 多旋翼氣動阻力模型....................................................... 115
6.2.1 槳葉揮舞.. .. . . . . . . . . . .. .. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. . . . . . . . . . .. .. .. .. . . . . . . . . . . 115
6.2.2 多旋翼氣動阻力模型.................................................... 116
6.3 多旋翼模型參數測量.................................................

作者介紹

全權，北京航空航天大學副教授，博士，新加坡國立大學Research Fellow，已受邀為加拿大多倫多大學訪問教授，獲得北京航空航天大學藍天新秀、北京市青年英纔計劃支撐。

序言