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內容簡介

航空機器人是一種無需人的直接控制就可以實現(xiàn)持續(xù)飛行并執(zhí)行特定任務的系統(tǒng)。輕于空氣的航空機器人是一種利用靜升力來平衡自身重量的航空器，也定義為擁有足夠自主性的無人飛行器或無人飛艇。由于維持飛行所需的能量很少，“比空氣輕的系統(tǒng)”顯得特別吸引人。它們正被逐漸用于執(zhí)行各種各樣的任務，如監(jiān)視、檢查、廣告、貨運和交通等。
　　《輕于空氣的航空機器人：無人飛艇的制導與控制》旨在使讀者熟悉一些經研究證明行之有效的任務規(guī)劃與控制策略。這些策略由不同層次的一系列模塊構成，這些模塊自上而下相互交聯(lián)，并包含按不同評價準則明確定義的函數(shù)。第一層由離散搜索策略組成，用于周期性地產生趨向目標，同時能避開障礙和威脅區(qū)域的航路點集合；第二層對航路點集合進行平滑，使所生成的航路在給定的速度和加速度約束下切實可行；第三層產生可飛的、時間上連續(xù)的軌跡；最后一層是跟蹤控制，目的是使規(guī)劃航跡與飛艇實測航跡之間的偏差降到最小。
　　《輕于空氣的航空機器人：無人飛艇的制導與控制》的內容即按這種層次結構組織，主題包括建模、飛行規(guī)劃、航跡設計與控制等，并在附錄中介紹了一些實際項目?！遁p于空氣的航空機器人：無人飛艇的制導與控制》對于從事機器人與自動化、航空航天技術、控制與人工智能等方面研究的學者和科研人員具有很好的參考價值。

作者簡介

暫缺《輕于空氣的航空機器人：無人飛艇的制導與控制》作者簡介

圖書目錄

第1章緒論
1.1 航空機器人學
1.2 本書內容提要

第2章建模
2.1 引言
2.2 運動學模型
2.2.1 歐拉角
2.2.2 歐拉參數(shù)
2.3 動力學模型
2.3.1 質量特性
2.3.2 六自由度動力學模型：牛頓一歐拉法
2.3.3 六自由度動力學模型：拉格朗日方法
2.3.4 平移動力學
2.4 航空氣象學特性
2.4.1 風的分布
2.4.2 下?lián)舯┝?br>2.5 結論

第3章任務規(guī)劃
3.1 概述
3.2 飛行規(guī)劃
3.3 運動規(guī)劃算法綜述
3.3.1 總體問題描述
3.3.2 問題類型
3.4 微分約束規(guī)劃
3.4.1 路線圖算法
3.4.2 人工勢場法
3.4.3 基于隨機采樣的航跡規(guī)劃
3.4.4 解耦航跡規(guī)劃
3.4.5 有限狀態(tài)運動模型：機動自動化
3.4.6 數(shù)學規(guī)劃
3.4.7 滾動時域控制
3.4.8 反應式規(guī)劃
3.4.9 隨機路線圖方法
3.4.10 快速擴展隨機樹
3.4.11 有導向的擴展搜索樹
3.5 不確定風下的規(guī)劃
3.5.1 滾動時域方法
3.5.2 馬爾可夫決策過程方法
3.5.3 隨機不確定性下的機會約束預測控制
3.6 強風下的規(guī)劃
3.7 任務分配
3.8 小結

第4章航路設計
4.1 簡介
4.2 盤旋軌跡的生成
4.2.1 配平航跡
4.2.2 盤旋狀態(tài)下的欠驅動
4.3 巡航飛行時的側向規(guī)劃
4.3.1 無人飛艇的側向動力學特性
4.3.2 時間最優(yōu)極值
4.4 Zermelo導航問題
4.4.1 導航方程
4.4.2 一個特殊的解
4.5 有風條件下的三維航路設計
4.5.1 確定參考控制
4.5.2 可達性和能控性
4.5.3 忽略風的運動規(guī)劃
4.5.4 確定最小能耗路徑
4.5.5 確定時間最優(yōu)路徑
4.6 參數(shù)曲線
4.6.1 笛卡兒多項式
4.6.2 配平航跡
4.6.3 非配平航跡
4.6.4 兩個不同配平航跡之間的機動
4.6.5 Frenet-Serret方法
4.6.6 Pythagorean Hodograph曲線
4.6.7 n3樣條
4.7 總結

第5章控制
5.1 引言
5.2 線性控制
5.2.1 巡航飛行時的線性方程
5.2.2 飛行和操控品質
5.2.3 經典線性控制
5.2.4 線性魯棒控制
5.3 非線性控制
5.3.1 動態(tài)逆方法
5.3.2 固定飛行高度中的軌跡跟蹤
5.3.3 變結構魯棒控制
5.3.4 反步控制器設計
5.3.5 利用曲率和撓率的線跟蹤技術
5.3.6 智能控制
5.4 系統(tǒng)健康管理
5.4.1 健康監(jiān)測
5.4.2 系統(tǒng)故障的診斷及處置
5.5 總結

第6章結論
附錄當前項目
參考文獻