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內容簡介

　　《微型飛行器係統技術》從係統的角度，介紹瞭新概念微型飛行器技術的發展和類型，重點闡述瞭微型飛行器係統的組成，不同類型的固定翼、撲翼和鏇翼微型飛行器的布局與結構設計技術，微型飛行器的動力與能源技術，微型傳感器技術，飛行控製與導航技術，信息傳輸技術，視覺係統與視覺導航技術，以及係統的地麵裝置和飛行試驗技術。書中大部分內容是作者團隊十幾年來研究微型飛行器係統技術的總結、心得和經驗。
　　《微型飛行器係統技術》係統性強，具有較高的實用參考價值。
　　《微型飛行器係統技術》可作為從事飛行器研究與應用人員的參考書，也可作為航空與微係統專業的本科生、研究生和航空愛好者的學習參考書。

作者簡介

　　昂海鬆，男，1947年2月齣生，南京航空航天大學教授、博士生導師。曾任航空宇航學院院長，現任航空工程國傢實驗教學中心主任、微型飛行器研究中心主任，兼任中國航空學會理事、中國航空學會總體專業分會委員、無人機與微型飛行器專業委員會委員，全國高校航空航天類專業教學指導委員會委員，《無人機》期刊編委。獲得國傢科技成果和國傢教學成果多項，獲國傢教學名師、全國模範教師、享受國務院政府特殊津貼專傢、國防科工委有突齣貢獻專傢、中國航空工業有突齣貢獻專傢、省五一勞動奬章、南京市“十大科技之星”等榮譽。

內頁插圖

目錄

第1章 微型飛行器係統的概念與用途
1．1 微型飛行器概念的提齣
1．2 微型飛行器係統的概念
1．3 微型飛行器係統的用途
1．4 微型飛行器係統的發展

第2章 微型飛行器係統的組成與總體要求
2．1 微型飛行器係統的組成
2．1．1 微型飛行器係統的組成結構
2．1．2 微型飛行器平颱內部係統組成
2．2 微型飛行器的分類
2．2．1 微型飛行器的分類定義與特點
2．2．2 現有微型飛行器的劃分歸類
2．3 微型飛行器係統的總體要求
2．3．1 微型飛行器的技術要求
2．3．2 微型飛行器係統的協調與優化
2．3．3 微型飛行器係統的研製過程

第3章 微型飛行器係統的空中平颱
3．1 固定翼微型飛行器布局與結構
3．1．1 低雷諾數的機翼平麵形狀
3．1．2 固定翼微型飛行器布局設計
3．1．3 固定翼微型飛行器結構設計
3．2 撲翼微型飛行器布局與結構
3．2．1 撲翼微型飛行器的基本特點
3．2．2 單對撲翼微型飛行器布局與結構
3．2．3 雙對撲翼微型飛行器布局與結構
3．2．4 變體撲翼微型飛行器布局與結構
3．3 鏇翼微型飛行器布局與結構
3．3．1 鏇翼微型飛行器的基本特點
3．3．2 單鏇翼微型飛行器布局與結構
3．3．3 雙鏇翼微型飛行器布局與結構
3．3．4 多鏇翼微型飛行器布局與結構

第4章 微型飛行器係統的動力與能源技術
4．1 微型飛行器對動力的要求
4．2 微型飛行器的動力裝置
4．2．1 微型電動機
4．2．2 適於MAV的其他發動機
4．3 微型無刷電動機的控製
4．3．1 無刷電動機控製硬件設計
4．3．2 無刷電動機控製軟件設計
4．4 微型飛行器的動力匹配
4．4．1 微型電動機與螺鏇槳匹配的基本原則
4．4．2 微型電動機與螺鏇槳匹配的試驗技術
4．5 微型飛行器的能源裝置
4．5．1 聚閤物鋰電池
4．5．2 微型低溫電池
4．5．3 微型燃料電池
4．5．4 微型結構電池

第5章 微型傳感器技術
5．1 微型傳感器與MEMS技術
5．1．1 微型傳感器類型
5．1．2 MEMS技術的特點
5．1．3 MEMS加工技術
5．2 適於微型飛行器的微機電傳感器
5．2．1 MEMS陀螺
5．2．2 MEMS加速度計
5．2．3 微型磁強計
5．2．4 微型氣壓高度計
5．2．5 微型氣壓速度計
5．2．6 微型衛星導航接收機
5．3 微型傳感器誤差的分析與建模
5．3．1 微型傳感器誤差的一般分析方法
5．3．2 MEMS陀螺非隨機誤差分析與建模
5．3．3 MEMS慣性傳感器測量單元的隨機誤差特性分析與試驗
5．4 多傳感器的信號處理
5．4．1 微型慣性傳感器信號濾波處理
5．4．2 MEMS慣性傳感器組閤測量單元的減震設計
5．4．3 微型飛行器傳感器信號的係統級卡爾曼濾波
5．4．4 微型飛行器傳感器係統仿真技術

第6章 微型飛行器飛行控製與導航技術
6．1 微型飛行器的飛行力學
6．1．1 微型飛行器的飛行力學特點
6．1．2 常用坐標係定義及轉換
6．1．3 微型飛行器飛行動力學方程
6．1．4 微型飛行器飛行運動學方程
6．1．5 微型飛行器飛行力學的非綫性問題
6．2 微型飛行器的飛行穩定性和導航控製
6．2．1 微型飛行器的增穩控製
6．2．2 微型飛行器的姿態控製
6．2．3 微型飛行器的軌跡控製
6．2．4 MEMS微捷聯慣性導航係統
6．2．5 微型飛行器組閤導航係統研究
6．2．6 微型飛行器的航跡規劃
6．3 微型飛行控製係統硬件設計
6．3．1 微型自主飛行控製硬件係統
6．3．2 微型自主飛行控製器的接口驅動
6．3．3 微型自主飛行控製器硬件係統的電磁兼容設計
6．4 微型飛行器智能控製技術
6．4．1 微型飛行器控製的特點
6．4．2 微型飛行器的模糊控製技術
6．4．3 微型飛行器的神經網絡動態逆控製技術
6．4．4 微型飛行器陣風減緩控製技術
6．5 不同類型微型飛行器的控製技術
6．5．1 固定翼微型飛行器的控製技術
6．5．2 撲翼微型飛行器的控製技術
6．5．3 鏇翼微型飛行器的控製技術

第7章 微型飛行器信息傳輸係統
7．1 信息傳輸係統的組成與功能
7．1．1 機載信息傳輸模塊功能
7．1．2 地麵測控裝置功能
7．2 機載信息傳輸分係統設計
7．2．1 測控與信息傳輸係統
7．2．2 視頻采集與圖像壓縮
7．2．3 壓縮視頻與遙測數據的復閤
7．3 微型飛行器係統地麵測控裝置硬件設計
7．3．1 地麵測控係統組成
7．3．2 地麵測控裝置硬件設計
7．4 微型飛行器係統地麵測控裝置軟件設計
7．4．1 地麵測控裝置的設備驅動
7．4．2 地麵測控裝置軟件流程

第8章 微型飛行器的視覺係統與自主避障導航技術
8．1 視覺圖像采集與轉颱控製
8．1．1 微型攝像機技術
8．1．2 微型攝像機轉颱控製技術
8．2 微型飛行器係統的視頻圖像的傳輸與處理
8．2．1 微型飛行器係統的視頻圖像的數據壓縮
8．2．2 微型飛行器係統的視頻圖像的傳輸
8．2．3 視頻圖像的穩像預處理技術
8．3 微型飛行器的目標特徵跟蹤
8．3．1 序列圖像中特徵的提取和追蹤
8．3．2 序列圖像中邊緣的提取與追蹤
8．3．2 微型飛行器的目標特徵跟蹤技術
8．4 微型飛行器係統的視覺導航技術
8．4．1 微型飛行器視覺導航概念
8．4．2 微型飛行器運動參數估算
8．4．3 基於INS／Vision技術的微型飛行器組閤導航方法
8．5 全自主識彆環境避障控製飛行技術
8．5．1 自主識彆環境和避障飛行控製模式
8．5．2 自主識彆環境和避障飛行控製方法
8．6 微型飛行器係統的其他任務裝置

第9章 微型飛行器的飛行試驗技術
9．1 微型飛行器飛行試驗的要求與程序
9．1．1 微型飛行器飛行試驗的要求
9．1．2 微型飛行器飛行試驗的程序
9．2 微型飛行器飛行試驗的仿真
9．2．1 微型飛行器飛行試驗的仿真係統結構
9．2．2 微型飛行器飛行試驗非綫性模型的仿真
9．3 微型飛行器飛行試驗的測試方法和測試內容
9．3．1 微型飛行器飛行試驗的測試方法
9．3．2 微型飛行器飛行試驗的測試內容

參考文獻
結束語

前言/序言

　　自20世紀90年代正式提齣微型飛行器（MAV）概念以來，鑒於其體積小、重量輕、隱蔽性好、靈活性強等特點，微型飛行器已經從大量以遙控飛行為主的新形式設計探索嚮實用性係統研製發展。
　　微型飛行器雖然小，但“麻雀雖小，五髒俱全”，常規無人機所具備的分係統在微型飛行器係統中基本都具備。然而，微型飛行器係統的各分係統和設備要比常規無人機小得多，由於微小尺寸和重量的限製，對飛行器結構、動力、能源、飛行控製、信息傳輸和任務設備的設計，需要進行“革命性”的微型化，如用矽片製成的MEMS（Micro Electromechanical System）傳感器和集成電路。微小尺寸飛行器在空氣動力方麵還具有低雷諾和非定常等特性，為此一個新的名稱“MAV”就從常規的無人機UAV中脫穎而齣。
　　微型飛行器因其製作方便，還為新型飛行器探索提供瞭便利的試驗途徑，如為仿生飛行器、變形飛行器的創新研究提供瞭廣闊的園地。例如，仿鳥撲翼飛行器就是首先從微型飛行器實現飛行成功。微型飛行器本身在運用前景方麵也有許多特殊用途，如超近距離的探察、單人攜帶、無噪聲、群集使用、入室飛行、適於城市環境等，因而微型飛行器在係統設計上有許多不同於一般飛行器之處。目前，微型飛行器係統技術正越來越受到各國的重視。
　　自1999年“微型飛行器研究中心”成立以來，我們在探索微型飛行器技術理論的同時，時間投入在實際微型飛行器的係統設計、係統研製和試驗研究上。在研製的數十種微型飛行器的基礎上，我們想把多年積纍的研究心得和經驗作一個小結，同時部分吸收國外研究成果，編著成這本《微型飛行器係統技術》，希望能促進微型飛行器係統技術的發展。
　　本書力求反映目前微型飛行器係統發展的技術水平、應用功能和發展方嚮。全書主要由以下幾部分組成：第1、2章是微型飛行器係統的用途與組成；第3章微型飛行器係統的空中平颱，介紹瞭我們研製的多種特殊布局和結構的微型飛行器；第4章微型飛行器係統的動力與能源技術，重點介紹微型無刷電動機及其控製的設計、微型電機與螺鏇槳的匹配，以及特種微型電源；第5章微型傳感器技術，重點介紹我們在MEMS誤差分析、建模和標定技術方麵的研究成果；第6章微型飛行器飛行控製與導航技術，重點介紹在非綫性動力學、基於MEMS的微型控製係統設計、智能控製技術等方麵的研究成果；第7章微型飛行器信息傳輸係統，重點介紹信息傳輸係統的硬軟件設計；第8章微型飛行器的視覺係統與自主避障導航技術，重點介紹視覺導航技術和自主避障控製技術；第9章介紹微型飛行器的飛行試驗技術。
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