Малые беспилотные летательные аппараты, теория и практика, Рэндал У.Б., Тимоти У.М., 2015

Малые беспилотные летательные аппараты, Теория и практика, Рэндал У.Б., Тимоти У.М., 2015.

  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 шли робототехнике. Также книга будет интересна инженерам в области аэронавтики, которые заинтересованы во вводном курсе в автономные системы.




Опытно-конструкторская разработка.
В этом учебнике авторы решили заменить традиционные домашние задания, выполняемые с помощью карандаша и бумаги, на полную и достаточно обширную опытно-конструкторскую разработку. Опытно-конструкторская разработка является неотъемлемой частью этого учебника, и она сыграет значительную роль в оказании помощи читателю при усвоении представленного материала.

Опытно-конструкторская разработка включает в себя разработку имитатора полета МБЛА с поверхности Земли вверх. Имитатор полета создается с помощью ПО Matlab/Simulink, и специально разработанными задания так, чтобы не требовалось дополнительное ПО. Веб-сайт для этой книги содержит ряд различных файлов ПО Matlab и Simulink, которые помогут в разработке имитатора полета. Стратегия состоит в обеспечении базовыми файлами, которые передают нужную информацию между блоками, а также чтобы подтолкнуть к написанию работы для каждого модуля внутри системы. Этот проект создается сам по себе и требует успешного завершения каждой главы, прежде чем можно будет перейти к следующей главе. Чтобы дать понять, когда проект из каждой главы работает, в книгу включены графики и рисунки с веб-сайта, которые показывают выходные данные нашего имитатора на каждом этапе.

Оглавление.
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. Упрошенные 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.
6.4. 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 Калмала.
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 А. Терминология и обозначения.
Приложение В. Кватернионы.
В.1. Кватернион поворотов.
В.2. Кинематика самолета и уравнения динамики.
B.З. Переход от углов Эйлера к кватернионам.
Приложение С. Анимация в Simulink.
C.1. Дескрипты графики Matlab.
С.2. Пример анимании: перевернутый маятник.
С.3. Пример анимании 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 Е. 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 Н. Параметры латника.
H.1. Датчик угловой скорости.
Н.2. Акселерометры.
Н.З. Датчики давления.
Н.4. Цифровой компас/магнитометр.
Н.5. GPS.
Список литературы.
Предметный указатель.

Купить .





Теги: учебник по электронике :: электроника :: электротехника :: Рэндал :: Тимоти :: аэронавтика :: беспилотник