輕型無人直升機控制系統(tǒng)設計與實踐（上）

第1章 緒論
1．1 輕型無人直升機發(fā)展簡史及概述
1．1．1 輕型無人直升機
1．1．2 研究技術難點及控制方法
1．1．3 無人直升機常用建模與辨識方法
1．1．4 直升機的基本理論
1．2 直升機旋翼氣動特性
1．2．1 直升機的組成
1．2．2 旋翼系統(tǒng)的結構
1．2．3 旋翼的類型
1．2．4 旋翼基本參數(shù)
1．2．5 旋翼基本空氣動力特性
1．3 槳葉的揮舞運動
1．3．1 垂直飛行的均勻揮舞
1．3．2 前飛時的周期揮舞
1．3．3 揮舞系數(shù)的物理解釋
第2章 輕型無人直升機的基本特性
2．1 引言
2．2 相關坐標系及特征角度
2．2．1 地面坐標系
2．2．2 機體坐標系
2．2．3 速度軸系及迎角和側(cè)滑角
2．2．4 槳軸系
2．2．5 各坐標系之間的轉(zhuǎn)換關系
2．2．6 作用于直升機上的氣動力
2．3 輕型無人直升機系統(tǒng)原理
2．3．1 主旋翼操縱機構
2．3．2 陀螺儀和尾槳
2．3．3 油門控制
2．3．4 舵機
2．4 基本動力學模型
2．5 主旋翼系統(tǒng)
2．5．1 主旋翼力和力矩
2．5．2 Bell-Hiller穩(wěn)定小翼
2．5．3 主旋翼系統(tǒng)動力學特性
2．6 尾旋翼系統(tǒng)
2．6．1 尾旋翼力和力矩
2．6．2 偏航阻尼器
2．6．3 尾旋翼系統(tǒng)動力學模型
2．7 輔助機體部件
2．7．1 動力系統(tǒng)
2．7．2 機身和尾翼
2．8 動力學模型結構
第3章 輕型無人機運動方程
3．1 直升機的穩(wěn)定性與操縱性
3．1．1 縱向靜穩(wěn)定性
3．1．2 航向靜穩(wěn)定性
3．1．3 橫滾靜穩(wěn)定性
3．1．4 直升機的阻尼特性
3．1．5 直升機的操縱性
3．2 微小型無人直升機懸停狀態(tài)的配平計算
3．2．1 懸停狀態(tài)的平衡方程
3．2．2 懸停狀態(tài)的配平計算
3．2．3 配平結果驗證和分析
3．3 直升機的平衡動力學
3．3．1 直升機的平衡方程
3．3．2 直升機懸停時的平衡
3．3．3 直升機平飛時的平衡
3．4 直升機運動方程
3．4．1 全量運動方程
3．4．2 小擾動線性化方程
3．4．3 自然直升機性能分析
3．5 小型無人直升機動力學建模及物理特性分析
3．5．1 直升機增穩(wěn)動力學結構
3．5．2 數(shù)學模型的建立
3．5．3 增穩(wěn)動力學的狀態(tài)空間模型
3．5．4 小型直升機增穩(wěn)動力學的結構
3．5．5 關于增穩(wěn)動力學結構模型的物理分析
第4章 敏感裝置實驗原理
4．1 ADIS16350簡介
4．2 XW-IMU7200簡介
4．3 慣性器件指標及其測試方法
4．3．1 陀螺儀指標體系
4．3．2 加速度計指標體系
4．3．3 慣性器件的測試方法
4．4 慣性器件誤差模型
4．4．1 陀螺儀誤差模型
4．4．2 加速度計誤差模型
4．4．3 慣性器件隨機漂移模型
4．5 三軸加速度計標定方法
4．5．1 標定原理
4．5．2 標定實驗流程
4．5．3 六位置法標定系數(shù)的計算
4．5．4 標定實驗數(shù)據(jù)分析
4．6 三軸陀螺標定方法
4．6．1 標定原理
4．6．2 標定實驗流程
4．6．3 標定注意事項
4．6．4 標定實驗數(shù)據(jù)分析
4．7 捷聯(lián)慣導解算方法
4．7．1 捷聯(lián)慣導解算原理
4．7．2 捷聯(lián)矩陣的求取
4．7．3 導航方程及其計算流程
4．7．4 小結
第5章 執(zhí)行機構實驗原理
5．1 空氣舵工作原理
5．1．1 指標與要求
5．1．2 舵機
5．2 舵系統(tǒng)響應測試原理
5．2．1 時域響應法
5．2．2 頻域響應法
5．2．3 舵系統(tǒng)傳遞函數(shù)及其特性分析
5．3 舵系統(tǒng)性能測試實驗
5．3．1 舵系統(tǒng)極性測試
5．3．2 舵機模型的時域響應辨識實驗
5．3．3 舵機模型的頻域響應辨識實驗
第6章 頻域響應辨識
6．1 系統(tǒng)辨識基礎
6．2 系統(tǒng)辨識的方法
6．3 CIFER介紹
6．4 掃頻實驗設計
6．4．1 傳遞函數(shù)對象選擇
6．4．2 實驗流程與步驟
6．4．3 數(shù)據(jù)預處理
6．5 CIFER建模實現(xiàn)
6．6 對象辨識分析
6．6．1 辨識結果及驗證
6．6．2 特征根與穩(wěn)定性分析
6．6．3 頻率特性分析
6．6．4 分析結果總結
第7章 飛行控制律設計
7．1 對象特性分析
7．1．1 開環(huán)穩(wěn)定性
7．1．2 耦合性
7．1．3 頻率特性
7．2 增穩(wěn)控制律設計
7．2．1 俯仰通道增穩(wěn)控制律設計
7．2．2 滾轉(zhuǎn)通道增穩(wěn)控制律設計
7．2．3 三種增穩(wěn)方案對比
7．3 姿態(tài)控制律設計
7．3．1 俯仰角控制律設計
7．3．2 滾轉(zhuǎn)角控制律設計
7．4 基于姿態(tài)角阻尼內(nèi)回路的位置控制律設計
7．4．1 控制結構
7．4．2 控制參數(shù)設計
7．5 基于姿態(tài)角指令內(nèi)回路的位置控制律設計
7．5．1 控制結構
7．5．2 控制參數(shù)設計
7．6 基于角速率阻尼內(nèi)回路的位置控制律設計
7．6．1 控制結構
7．6．2 控制參數(shù)設計
7．7 基于地速控制的位置控制律設計
7．7．1 控制結構
7．7．2 控制參數(shù)設計
7．8 四種位置控制方案對比
7．8．1 控制結構對比
7．8．2 控制效果對比
7．9 高度控制
7．9．1 控制需求分析
7．9．2 控制律設計
7．10 航向控制
7．10．1 控制需求分析
7．10．2 控制結構
7．10．3 控制律設計
參考文獻