Рэндал У. Биард, Тимоти У. МакЛэйн. Малые беспилотные летательные аппараты: теория и практика

Это издание посвящено управлению беспилотными летательными аппаратами (БЛА). Акцент в книге делается на системы повышения устойчивости управления. Других изданий, которые бы охватывали вопросы моделирования динамики летательных аппаратов, разработки автопилотов (решающих задачи «низкого уровня»), оценки состояния БЛА, а также расчета траектории полета (задачи «высокого уровня»), в настоящее время нет.
Целевой аудиторией являются студенты, которые прошли подготовку в области электротехники, компьютерной техники, машиностроения и информатики и прослушали вводный курс по системам управления с обратной связью или робототехнике. Также книга будет интересна инженерам в области аэронавтики, которые заинтересованы во вводном курсе в автономные системы.

Содержание:

• Предисловие редактора перевода
• Предисловие

Глава 1. Введение

• 1.1. Архитектура системы
• 1.2. Модели проектирования
• 1.3. Опытно-конструкторская разработка

Глава 2. Системы координат

• 2.1. Матрицы вращения
• 2.2. Системы координат МБЛА
• 2.3. Воздушная скорость, скорость ветра и скорость относительно Земли
• 2.4. Ветровой треугольник
• 2.5. Дифференцирование вектора
• 2.6. Краткое изложение главы
• 2.7. Опытно-конструкторская разработка

Глава 3. Кинематика и динамика

• 3.1. Переменные состояния
• 3.2. Кинематика
• 3.3. Динамика неизменяемых систем
• 3.4. Краткое изложение главы
• 3.5. Опытно-конструкторская разработка

Глава 4. Силы и моменты сил

• 4.1. Гравитационные силы
• 4.2. Аэродинамические силы и моменты
• 4.3. Движущие силы и моменты
• 4.4. Атмосферные возмущения
• 4.5. Краткое изложение главы
• 4.6. Опытно-конструкторская разработка

Глава 5. Модели линейного проектирования

• 5.1. Краткое описание нелинейных уравнений движения
• 5.2. Координированный поворот
• 5.3. Балансировочный режим
• 5.4. Модели передаточной функции
• 5.5. Линейные модели в пространстве состояний
• 5.6. Упрощенные режимы
• 5.7. Краткое содержание главы
• 5.8. Опытно-конструкторская разработка

Глава 6. Проектирование автопилота с использованием последовательных замыканий контура обратной связи

• 6.1. Последовательное замыкание контура
• 6.2. Ограничения, связанные с насыщением, и их влияние на рабочие характеристики
• 6.3. Автопилот движения в боковом направлении
• 6.4. Автопилот продольного движения
• 6.5. Цифровая реализация контуров с ПИД-регулятором
• 6.6. Краткое содержание главы
• 6.7. Опытно-конструкторская разработка

Глава 7. Датчики МБЛА

• 7.1. Акселерометры
• 7.2. Датчики угловой скорости
• 7.3. Датчики давления
• 7.4. Цифровые компасы
• 7.5. Система глобального позиционирования
• 7.6. Краткое содержание главы
• 7.7. Опытно-конструкторская разработка

Глава 8. Оценка состояния

• 8.1. Контрольный маневр
• 8.2. Фильтры низких частот
• 8.3. Оценка состояния путем обращения модели датчика
• 8.4. Теория динамического наблюдателя
• 8.5. Вывод дискретно-непрерывного фильтра Калмана
• 8.6. Оценка положения
• 8.7. Сглаживание данных GPS
• 8.8. Краткое содержание главы
• 8.9. Опытно-конструкторская разработка

Глава 9. Модели наведения

• 9.1. Модель автопилота
• 9.2. Кинематическая модель управляемого полета
• 9.3. Кинематические модели наведения
• 9.4. Динамическая модель наведения
• 9.5. Краткое содержание главы
• 9.6. Опытно-конструкторская разработка

Глава 10. Движение по прямой линии и круговой орбите

• 10.1. Движение по прямолинейной траектории
• 10.2. Движение по круговой орбите
• 10.3. Краткое содержание главы
• 10.4. Опытно-конструкторская разработка

Глава 11. Система управления маршрутом

• 11.1. Переходы между путевыми точками
• 11.2. Траектории Дубинса
• 11.3. Краткое содержание главы
• 11.4. Опытно-конструкторская разработка

Глава 12. Планирование траектории

• 12.1. Поточечные алгоритмы
• 12.2. Алгоритмы охвата
• 12.3. Краткое содержание главы
• 12.4. Опытно-конструкторская разработка

Глава 13. Навигация с помощью видеосистемы

• 13.1. Система координат карданного подвеса, видеокамеры и проективная геометрия
• 13.2. Нацеливание карданного подвеса
• 13.3. Геолокация
• 13.4. Оценка движения цели в плоскости изображения
• 13.5. Время до столкновения
• 13.6. Точная посадка
• 13.7. Краткое содержание главы
• 13.8. Опытно-конструкторская разработка

Приложение A. Терминология и обозначения

Приложение B. Кватернионы

• B.1. Кватернион поворотов
• B.2. Кинематика самолета и уравнения динамики
• B.3. Переход от углов Эйлера к кватернионам

Приложение C. Анимация в Simulink

• C.1. Дескрипты графики Matlab
• C.2. Пример анимации: перевернутый маятник
• C.3. Пример анимации летательного аппарата, использующего линии
• C.4. Пример анимации летательного аппарата, использующего вершины и грани

Приложение D. Моделирование в Simulink с помощью S-функций

• D.1. Пример: дифференциальное уравнение второго порядка

Приложение E. Параметры корпуса летательного аппарата

• E.1. Летающее крыло Zagi
• E.2. БЛА «Аэрозонд»

Приложение F. Балансировка и линеаризация в Simulink

• F.1. Использование команды trim в Simulink
• F.2. Численные расчеты сбалансированного состояния
• F.3. Использование команды linmod в Simulink для создания модели в пространстве состояний
• F.4. Численные расчеты модели в пространстве состояний

Приложение G. Основные положения теории вероятности

Приложение H. Параметры датчика

• H.1. Датчик угловой скорости
• H.2. Акселерометры
• H.3. Датчики давления
• H.4. Цифровой компас/магнитометр
• H.5. GPS
• Список литературы
• Предметный указатель

Издательство: Техносфера
Серия: Мир радиоэлектроники
Год издания: 2015
Страниц: 312
ISBN: 978-5-94836-393-6
Формат: PDF, DjVu
Качество: отличное

 

Скачать книгу «Малые беспилотные летательные аппараты: теория и практика» (10,5 МБ):