多旋翼无人机技术基础

第1章概述
1.1与多旋翼无人机相关的基本概念
1.1.1基本的物理概念和定律
1.1.2系统论的基本概念
1.1.3控制论的基本概念
1.1.4飞行器和航空飞行器的分类
1.2多旋翼无人机系统的基本概念
1.2.1多旋翼无人机的定义
1.2.2多旋翼无人机系统及其飞行机组
1.3多旋翼无人机的构型、用途及分类
1.3.1多旋翼无人机的构型和用途
1.3.2多旋翼无人机的分类
1.4多旋翼无人机的发展历程和市场前景
1.4.1多旋翼无人机的发展历程
1.4.2多旋翼无人机市场
1.4.3多旋翼无人机与其他类型无人机的对比分析
1.5多旋翼无人机的开源飞控
1.5.1开源软件和开源硬件的基本概念
1.5.2无人机开源飞控的基本概念 1.6民用多旋翼无人机飞行管理
1.6.1航空空域的划分
1.6.2与民用多旋翼无人机飞行相关的法律问题
1.6.3民用多旋翼无人机飞行管理文件
1.6.4无人机操控员证照
本章小结
习题 第2章多旋翼无人机的飞行原理和翼型设计 2.1多旋翼无人机的飞行原理和控制方式
2.1.1多旋翼无人机的飞行原理 2.1.2多旋翼无人机的飞行控制
2.2多旋翼无人机的特点和对比分析
2.2.1多旋翼无人机的特点
2.2.2多旋翼无人机的对比分析
2.3翼型的几何参数和主要类型
2.3.1翼型的定义和几何参数
2.3.2空气在翼型表面的流动和压力分布
2.3.3翼型的主要类型
2.4翼型空气动力特性和影响因素
2.4.1翼型空气动力特性
2.4.2影响翼型空气动力的因素
2.4.3翼型的选择
2.5多旋翼无人机飞行速度受限的原因和翼型设计
2.5.1多旋翼无人机飞行速度受限的主要原因
2.5.2多旋翼无人机桨叶翼型设计
本章小结
习题
第3章DIY 四旋翼无人机组装 3.1DIY多旋翼无人机的基本概念
3.1.1DIY精神和DIY多旋翼无人机的定义
3.1.2四旋翼无人机的组成和DIY步骤
3.2DIY 四旋翼无人机部件的要求和选择
3.2.1DIY 四旋翼无人机部件的要求
3.2.2DIY 四旋翼无人机机架、旋翼与动力装置的选择
3.2.3DIY 四旋翼无人机自动驾驶仪的选择
3.2.4DIY 四旋翼无人机传感器的类型
3.2.5DIY 四旋翼无人机遥控系统的选择
3.3DIY 四旋翼无人机的组装
3.3.1DIY 四旋翼无人机组装前的准备工作
3.3.2DIY 四旋翼无人机自制或组装机架
3.3.3DIY 四旋翼无人机整体组装前的准备
3.3.4DIY 四旋翼无人机的整体组装
3.4DIY 四旋翼无人机的调试
3.4.1DIY 四旋翼无人机无桨调试
3.4.2DIY 四旋翼无人机有桨调试
3.5DIY 四旋翼无人机的操作练习
3.5.1飞行前的检查工作
3.5.2DIY 四旋翼无人机基本操作练习
3.5.3DIY 四旋翼无人机日常飞行练习
3.5.4航模模拟器
3.6民用飞机的适航管理
本章小结
习题
第4章多旋翼无人机动力装置 4.1多旋翼无人机动力装置的基本概念
4.1.1多旋翼无人机发动机的分类、功用和要求
4.1.2多旋翼无人机动力装置的组成
4.2直流电动机
4.2.1直流电动机的基本概念
4.2.2无刷直流电机
4.2.3有刷直流电机
4.2.4空心杯电机
4.3航空活塞式发动机
4.3.1航空活塞式发动机的类型和结构
4.3.2航空活塞式发动机的工作系统和原理
4.3.3旋转活塞式发动机
4.3.4航空活塞式发动机的工作特性
4.4涡轮轴发动机
4.4.1涡轮轴发动机的分类和工作原理
4.4.2涡轮轴发动机的基本结构
4.4.3涡轮轴发动机的工作特性
4.4.4多旋翼无人机燃油发动机不同类型的比较
4.5多旋翼无人机燃油系统和滑油系统
4.5.1多旋翼无人机燃油系统
4.5.2多旋翼无人机滑油系统
4.6多旋翼无人机传动系统
4.6.1多旋翼无人机传动系统的结构和部件
4.6.2多旋翼无人机传动系统的动力学和临界转速
4.6.3旋翼/动力/传动系统的动力学问题
本章小结
习题
第5章多旋翼无人机空气动力学 5.1旋翼飞行器空气动力学的基本概念
5.1.1空气动力学的基本概念
5.1.2旋翼飞行器空气动力学的定义、内容和工具
5.2旋翼的几何参数和工作原理
5.2.1旋翼的功用和几何参数
5.2.2旋翼参数的无因次化
5.2.3旋翼的工作原理
5.3旋翼动量理论的基础知识
5.3.1垂直飞行的动量理论
5.3.2前飞时的动量理论
5.4旋翼叶素理论的基础知识
5.4.1垂直飞行的叶素理论
5.4.2前飞时的叶素理论
5.5旋翼经典涡流理论的基础知识
5.5.1垂直飞行的经典涡流理论
5.5.2前飞时的经典涡流理论
5.6旋翼现代涡流理论的基础知识
5.6.1悬停时旋翼自由尾迹分析
5.6.2前飞时旋翼自由尾迹分析
5.7旋翼CFD理论基础知识
5.7.1计算流体动力学的定义和特点
5.7.2旋翼流场的控制方程
5.7.3控制方程的离散化方法
本章小结
习题
第6章多旋翼无人机结构动力学 6.1多旋翼无人机结构动力学的基本概念
6.1.1多旋翼无人机结构动力学的定义和特点
6.1.2多旋翼无人机结构动力学的研究方法和模型
6.1.3多旋翼无人机振动的类型
6.1.4简谐振动与谐波分析
6.1.5单自由度系统的自由振动
6.2多旋翼无人机旋翼结构动力学分析
6.2.1旋翼的结构形式
6.2.2多旋翼无人机的旋翼桨叶振动
6.2.3多旋翼无人机旋翼整体振型
6.3多旋翼无人机传动系统结构的动力学分析
6.3.1多旋翼无人机传动轴的临界转速
6.3.2多旋翼无人机传动系统的扭转振动
6.4多旋翼无人机机体结构动力学分析
6.4.1多旋翼无人机机体结构的类型和特点
6.4.2多旋翼无人机机体结构动力学的研究方法
6.4.3多旋翼无人机机体动力学有限元分析
本章小结
习题
第7章多旋翼无人机气动弹性力学 7.1多旋翼无人机气动弹性力学的基本概念
7.1.1多旋翼无人机气动弹性力学的定义和特点
7.1.2非定常气动力基础
7.1.3非定常气动力计算的常用方法
7.2旋翼桨叶运动自由度之间的耦合
7.2.1旋翼桨叶运动自由度耦合的基本概念
7.2.2旋翼桨叶运动自由度耦合的主要形态
7.3多旋翼无人机旋翼气动弹性静力学
7.3.1旋翼气动弹性静力学的基本概念
7.3.2旋翼桨叶发散的基本原理和临界速度
7.4多旋翼无人机旋翼气动弹性动力学
7.4.1旋翼桨叶颤振的基本概念
7.4.2旋翼桨叶的经典颤振
7.4.3旋翼桨叶的失速颤振
7.4.4旋翼桨叶其他类型的耦合稳定性分析
7.5多旋翼无人机旋翼与机体耦合气动弹性稳定性
7.5.1旋翼机体耦合系统的动不稳定性
7.5.2旋翼机体耦合振动系统分析
本章小结
习题
第8章多旋翼无人机飞行控制技术 8.1多旋翼无人机飞行控制系统的基本概念
8.1.1多旋翼无人机系统的基本概念
8.1.2多旋翼无人机飞行控制的基本概念
8.2多旋翼无人机飞行姿态的数学表示
8.2.1坐标系统与欧拉角
8.2.2旋转矩阵表示方法
8.2.3四元数表示方法
8.2.4多旋翼无人机姿态表示方法的比较
8.3多旋翼无人机飞行动力学建模
8.3.1建模假设和模型结构
8.3.2多旋翼无人机刚体运动学模型和动力学模型
8.3.3多旋翼无人机控制分配模型
8.3.4多旋翼无人机飞行控制通道和线性简化模型
8.4多旋翼无人机PID控制和卡尔曼滤波
8.4.1PID控制的基本概念
8.4.2PID参数调试
8.4.3卡尔曼滤波器
8.5多旋翼无人机的自动飞行控制
8.5.1飞行控制系统的总体结构和分层结构
8.5.2多旋翼无人机位置控制
8.5.3多旋翼无人机姿态控制
8.5.4多旋翼无人机控制分配
8.5.5多旋翼无人机动力控制
本章小结
习题
第9章多旋翼无人机复合材料结构设计 9.1航空结构材料发展历程和复合材料的基本概念
9.1.1航空结构材料发展的历程
9.1.2复合材料的基本概念 9.2多旋翼无人机复合材料结构设计
9.2.1多旋翼无人机结构设计的定义、特点和过程
9.2.2多旋翼无人机复合材料结构设计积木式方法
9.3多旋翼无人机复合材料结构材料设计
9.3.1多旋翼无人机复合材料结构材料设计的定义与选材
9.3.2多旋翼无人机复合材料结构材料设计的选材
9.4多旋翼无人机复合材料基础构件设计
9.4.1复合材料层合板设计
9.4.2复合材料加筋板设计
9.4.3复合材料夹层结构设计
9.4.4复合材料格栅结构设计
9.5多旋翼无人机复合材料机身设计
9.5.1无人机机身典型结构型式
9.5.2复合材料结构整体化设计
9.5.3多旋翼微型无人机机身结构设计要点
9.6多旋翼无人机复合材料旋翼系统设计
9.6.1旋翼系统气动环境和桨叶结构设计特点
9.6.2旋翼桨叶选用复合材料的优势和大梁结构设计
9.6.3旋翼桨毂结构设计要求和复合材料桨毂特点
9.6.4复合材料无轴承桨毂结构设计
9.7多旋翼无人机复合材料螺旋桨结构设计
9.7.1空气螺旋桨结构特点和工作原理
9.7.2空气螺旋桨几何参数和功率设计
9.7.3复合材料螺旋桨选用的材料和成型工艺
本章小结
习题 第10章多旋翼无人机总体设计 10.1多旋翼无人机设计的基本概念
10.1.1多旋翼无人机研制流程和设计定义
10.1.2多旋翼无人机设计的重要性、设计要求和原则
10.1.3多旋翼无人机设计任务和工作要求
10.2多旋翼无人机总体设计及后续过程
10.2.1多旋翼无人机总体设计定义和概念设计
10.2.2多旋翼无人机初步设计和总体设计特点
10.2.3多旋翼无人机详细设计、设计定型和生产定型
10.3多旋翼无人机的类型分析与选择
10.3.1多旋翼无人机的类型分析
10.3.2多旋翼无人机类型的选择
10.4多旋翼无人机总体参数的分析与选择
10.4.1多旋翼无人机旋翼参数的分析与选择
10.4.2多旋翼无人机重量与动力参数的分析与选择
10.5多旋翼无人机总体布局设计
10.5.1多旋翼无人机总体布局设计的任务和要求
10.5.2多旋翼无人机总体布局设计的内容
本章小结
习题
参考文献