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四旋翼飛行器快速上手 版權(quán)信息
- ISBN：9787121325489
- 條形碼：9787121325489 ; 978-7-121-32548-9
- 裝幀：一般輕型紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類：>
四旋翼飛行器快速上手 本書特色
本書系統(tǒng)介紹了動(dòng)手制作（DIY）一個(gè)微型四旋翼飛行器的理論知識(shí)及實(shí)踐方法，主要目的是使讀者熟悉并掌握四旋翼飛行器的飛行控制及組裝原理，熟悉并掌握航電設(shè)備的使用。本書以四旋翼飛行器涉及的嵌入式系統(tǒng)基本概念、原理、定律和嵌入式系統(tǒng)軟/硬件開發(fā)方法為主線，以“實(shí)際、實(shí)用、實(shí)踐”為原則，淡化理論深度，突出工程應(yīng)用，構(gòu)建科學(xué)、協(xié)調(diào)、可操作的內(nèi)容體系，知識(shí)結(jié)構(gòu)合理，注重課程交叉，及時(shí)引入課程*發(fā)展成果。
四旋翼飛行器快速上手 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書系統(tǒng)介紹了動(dòng)手制作（DIY）一個(gè)微型四旋翼飛行器的理論知識(shí)及實(shí)踐方法，主要目的是使讀者熟悉并掌握四旋翼飛行器的飛行控制及組裝原理，熟悉并掌握航電設(shè)備的使用。本書以四旋翼飛行器涉及的嵌入式系統(tǒng)基本概念、原理、定律和嵌入式系統(tǒng)軟/硬件開發(fā)方法為主線，以“實(shí)際、實(shí)用、實(shí)踐”為原則，淡化理論深度，突出工程應(yīng)用，構(gòu)建科學(xué)、協(xié)調(diào)、可操作的內(nèi)容體系，知識(shí)結(jié)構(gòu)合理，注重課程交叉，及時(shí)引入課程*新發(fā)展成果。
四旋翼飛行器快速上手 目錄
第1章 緒論
1.1 飛行器分類
1.2 無(wú)人機(jī)的概念
1.3 無(wú)人機(jī)自主飛行
1.3.1 自主飛行概念
1.3.2 無(wú)人機(jī)自主控制等級(jí)
1.3.3 無(wú)人機(jī)模塊化結(jié)構(gòu)
1.4 國(guó)際空中機(jī)器人大賽
1.5 開源飛控
1.6 飛行器控制涉及的知識(shí)
第2章 空間坐標(biāo)系及姿態(tài)角描述
2.1 滿足右手定則的坐標(biāo)系
2.2 方向余弦陣
2.2.1 二維坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)
2.2.2 三維坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)
2.3 歐拉角
2.4 由等效旋轉(zhuǎn)矢量到四元數(shù)
2.4.1 向量點(diǎn)乘和叉乘
2.4.2 等效旋轉(zhuǎn)矢量
2.4.3 復(fù)數(shù)形式四元數(shù)
2.5 四元數(shù)、歐拉角以及方向余弦陣對(duì)比
第3章 四旋翼飛行器數(shù)學(xué)模型
3.1 飛行要素
3.1.1 大氣飛行環(huán)境
3.1.2 伯努利定理
3.1.3 固定翼飛機(jī)的平飛
3.2 四旋翼飛行器的飛行原理
3.3 四旋翼飛行器的數(shù)學(xué)模型
3.3.1 數(shù)學(xué)模型概述
3.3.2 建模假設(shè)條件
3.3.3 動(dòng)力子系統(tǒng)建模
3.3.4 動(dòng)力學(xué)模型
3.3.5 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
3.3.6 模型的簡(jiǎn)化
3.4 四旋翼飛行器的特點(diǎn)
第4章 傳感器及姿態(tài)角測(cè)量
4.1 基本概念
4.2 MEMS
4.3 陀螺儀
4.3.1 機(jī)械陀螺儀原理
4.3.2 MEMS陀螺儀
4.3.3 ITG3200應(yīng)用
4.4 加速度計(jì)
4.4.1 加速度計(jì)原理
4.4.2 LIS3VDQ結(jié)構(gòu)
4.4.3 加速度計(jì)標(biāo)定
4.5 磁羅盤
4.5.1 磁羅盤原理
4.5.2 磁羅盤LSM303DLH
4.5.3 磁羅盤標(biāo)定
4.6 GPS
4.7 姿態(tài)角測(cè)量公式
4.7.1 俯仰角和滾轉(zhuǎn)角測(cè)量
4.7.2 偏航角測(cè)量
第5章 卡爾曼濾波
5.1 線性系統(tǒng)狀態(tài)能觀
5.2 卡爾曼濾波原理
5.2.1 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
5.2.2 卡爾曼濾波算法
5.2.3 卡爾曼濾波案例1
5.2.4 卡爾曼濾波案例2
5.2.5 參數(shù)分析
5.2.6 擴(kuò)展卡爾曼濾波
5.3 卡爾曼濾波在姿態(tài)解算中的應(yīng)用
5.3.1 四元數(shù)微分方程
5.3.2 狀態(tài)模型
5.3.3 測(cè)量模型
5.3.4 卡爾曼濾波算法步驟
5.3.5 四旋翼姿態(tài)解算代碼實(shí)現(xiàn)
第6章 動(dòng)力系統(tǒng)
6.1 電動(dòng)機(jī)
6.1.1 有刷電動(dòng)機(jī)
6.1.2 空心杯電動(dòng)機(jī)
6.1.3 無(wú)刷電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)
6.1.4 無(wú)刷電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)
6.1.5 無(wú)刷電動(dòng)機(jī)工作原理
6.1.6 無(wú)刷電動(dòng)機(jī)參數(shù)
6.2 電調(diào)
6.2.1 電調(diào)功能
6.2.2 電調(diào)原理
6.2.3 電調(diào)參數(shù)
6.3 電池
6.3.1 鋰電池簡(jiǎn)介
6.3.2 電池參數(shù)
6.3.3 電池使用注意事項(xiàng)
6.4 螺旋槳
6.4.1 螺旋槳的作用
6.4.2 螺旋槳的分類
6.4.3 螺旋槳的參數(shù)
6.5 導(dǎo)線
6.6 機(jī)架
第7章 嵌入式主控系統(tǒng)
7.1 微型計(jì)算機(jī)的組成
7.2 CM3體系結(jié)構(gòu)
7.3 CM3寄存器
7.4 STM32的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)
7.4.1 總線接口
7.4.2 CM3存儲(chǔ)器組織
7.4.3 STM32存儲(chǔ)器映射
7.4.4 大端和小端
7.4.5 字節(jié)對(duì)齊
7.4.6 動(dòng)態(tài)內(nèi)存
7.5 ARM指令集
7.6 STM32F1和STM32F4的區(qū)別
7.7 STM32的選型
7.8 嵌入式系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)
第8章 PID控制算法
8.1 控制的基本過(guò)程
8.2 四旋翼飛行器PID控制器原理
8.2.1 PID控制基本理論
8.2.2 控制規(guī)律的選擇
8.2.3 四旋翼飛行器的串級(jí)PID控制
8.3 PID參數(shù)整定
8.3.1 PID參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響
8.3.2 參數(shù)整定基本概念
8.3.3 單環(huán)PID參數(shù)整定
8.3.4 串級(jí)PID參數(shù)整定
第9章 嵌入式操作系統(tǒng)
9.1 操作系統(tǒng)基本概念
9.1.1 操作系統(tǒng)功能
9.1.2 操作系統(tǒng)工作過(guò)程
9.1.3 前后臺(tái)系統(tǒng)
9.1.4 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
9.1.5 通用操作系統(tǒng)與實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的比較
9.2 飛行器與操作系統(tǒng)
9.3 操作系統(tǒng)中的任務(wù)
9.3.1 任務(wù)的特性
9.3.2 多任務(wù)的實(shí)現(xiàn)
9.3.3 任務(wù)劃分的目標(biāo)
9.4 FreeRTOS操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介
9.5 FreeRTOS中的任務(wù)管理
9.5.1 FreeRTOS中的任務(wù)
9.5.2 相對(duì)延
9.5.3 絕對(duì)延
9.6 FreeRTOS中的互斥信號(hào)量
9.6.1 互斥信號(hào)量的概念
9.6.2 互斥信號(hào)量的應(yīng)用
9.7 FreeRTOS中的任務(wù)通信
9.7.1 隊(duì)列概念
9.7.2 隊(duì)列通信案例
9.8 飛控操作系統(tǒng)中的任務(wù)及其通信
第10章 無(wú)線通信
10.1 無(wú)線通信原理
10.2 無(wú)線電波
10.2.1 無(wú)線通信按頻率分類
10.2.2 2.4GHz無(wú)線技術(shù)簡(jiǎn)介
10.2.3 2.4GHz無(wú)線通信擴(kuò)頻技術(shù)
10..2..4 2.4GHz無(wú)線技術(shù)特點(diǎn)
10.3 手持遙控器工作原理
10.3.1 發(fā)射機(jī)
10.3.2 接收機(jī)
10.3.3 設(shè)備使用中需注意的問(wèn)題
10.4 飛行器的其他無(wú)線通信
第11章 飛手實(shí)訓(xùn)
11.1 無(wú)人機(jī)就業(yè)職位要求
11.2 飛手練習(xí)方法
11.3 民用無(wú)人機(jī)空中交通管理辦法
11.4 飛行時(shí)的注意事項(xiàng)
11.4.1 人
11.4.2 機(jī)
11.4.3 環(huán)境
11.5 飛行器檢修及保養(yǎng)
附錄A 橢球相關(guān)程序
附錄B 卡爾曼濾波代碼
附錄C PID參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能影響試驗(yàn)代碼
參考文獻(xiàn)
1.1 飛行器分類
1.2 無(wú)人機(jī)的概念
1.3 無(wú)人機(jī)自主飛行
1.3.1 自主飛行概念
1.3.2 無(wú)人機(jī)自主控制等級(jí)
1.3.3 無(wú)人機(jī)模塊化結(jié)構(gòu)
1.4 國(guó)際空中機(jī)器人大賽
1.5 開源飛控
1.6 飛行器控制涉及的知識(shí)
第2章 空間坐標(biāo)系及姿態(tài)角描述
2.1 滿足右手定則的坐標(biāo)系
2.2 方向余弦陣
2.2.1 二維坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)
2.2.2 三維坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)
2.3 歐拉角
2.4 由等效旋轉(zhuǎn)矢量到四元數(shù)
2.4.1 向量點(diǎn)乘和叉乘
2.4.2 等效旋轉(zhuǎn)矢量
2.4.3 復(fù)數(shù)形式四元數(shù)
2.5 四元數(shù)、歐拉角以及方向余弦陣對(duì)比
第3章 四旋翼飛行器數(shù)學(xué)模型
3.1 飛行要素
3.1.1 大氣飛行環(huán)境
3.1.2 伯努利定理
3.1.3 固定翼飛機(jī)的平飛
3.2 四旋翼飛行器的飛行原理
3.3 四旋翼飛行器的數(shù)學(xué)模型
3.3.1 數(shù)學(xué)模型概述
3.3.2 建模假設(shè)條件
3.3.3 動(dòng)力子系統(tǒng)建模
3.3.4 動(dòng)力學(xué)模型
3.3.5 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
3.3.6 模型的簡(jiǎn)化
3.4 四旋翼飛行器的特點(diǎn)
第4章 傳感器及姿態(tài)角測(cè)量
4.1 基本概念
4.2 MEMS
4.3 陀螺儀
4.3.1 機(jī)械陀螺儀原理
4.3.2 MEMS陀螺儀
4.3.3 ITG3200應(yīng)用
4.4 加速度計(jì)
4.4.1 加速度計(jì)原理
4.4.2 LIS3VDQ結(jié)構(gòu)
4.4.3 加速度計(jì)標(biāo)定
4.5 磁羅盤
4.5.1 磁羅盤原理
4.5.2 磁羅盤LSM303DLH
4.5.3 磁羅盤標(biāo)定
4.6 GPS
4.7 姿態(tài)角測(cè)量公式
4.7.1 俯仰角和滾轉(zhuǎn)角測(cè)量
4.7.2 偏航角測(cè)量
第5章 卡爾曼濾波
5.1 線性系統(tǒng)狀態(tài)能觀
5.2 卡爾曼濾波原理
5.2.1 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
5.2.2 卡爾曼濾波算法
5.2.3 卡爾曼濾波案例1
5.2.4 卡爾曼濾波案例2
5.2.5 參數(shù)分析
5.2.6 擴(kuò)展卡爾曼濾波
5.3 卡爾曼濾波在姿態(tài)解算中的應(yīng)用
5.3.1 四元數(shù)微分方程
5.3.2 狀態(tài)模型
5.3.3 測(cè)量模型
5.3.4 卡爾曼濾波算法步驟
5.3.5 四旋翼姿態(tài)解算代碼實(shí)現(xiàn)
第6章 動(dòng)力系統(tǒng)
6.1 電動(dòng)機(jī)
6.1.1 有刷電動(dòng)機(jī)
6.1.2 空心杯電動(dòng)機(jī)
6.1.3 無(wú)刷電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)
6.1.4 無(wú)刷電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)
6.1.5 無(wú)刷電動(dòng)機(jī)工作原理
6.1.6 無(wú)刷電動(dòng)機(jī)參數(shù)
6.2 電調(diào)
6.2.1 電調(diào)功能
6.2.2 電調(diào)原理
6.2.3 電調(diào)參數(shù)
6.3 電池
6.3.1 鋰電池簡(jiǎn)介
6.3.2 電池參數(shù)
6.3.3 電池使用注意事項(xiàng)
6.4 螺旋槳
6.4.1 螺旋槳的作用
6.4.2 螺旋槳的分類
6.4.3 螺旋槳的參數(shù)
6.5 導(dǎo)線
6.6 機(jī)架
第7章 嵌入式主控系統(tǒng)
7.1 微型計(jì)算機(jī)的組成
7.2 CM3體系結(jié)構(gòu)
7.3 CM3寄存器
7.4 STM32的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)
7.4.1 總線接口
7.4.2 CM3存儲(chǔ)器組織
7.4.3 STM32存儲(chǔ)器映射
7.4.4 大端和小端
7.4.5 字節(jié)對(duì)齊
7.4.6 動(dòng)態(tài)內(nèi)存
7.5 ARM指令集
7.6 STM32F1和STM32F4的區(qū)別
7.7 STM32的選型
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第8章 PID控制算法
8.1 控制的基本過(guò)程
8.2 四旋翼飛行器PID控制器原理
8.2.1 PID控制基本理論
8.2.2 控制規(guī)律的選擇
8.2.3 四旋翼飛行器的串級(jí)PID控制
8.3 PID參數(shù)整定
8.3.1 PID參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響
8.3.2 參數(shù)整定基本概念
8.3.3 單環(huán)PID參數(shù)整定
8.3.4 串級(jí)PID參數(shù)整定
第9章 嵌入式操作系統(tǒng)
9.1 操作系統(tǒng)基本概念
9.1.1 操作系統(tǒng)功能
9.1.2 操作系統(tǒng)工作過(guò)程
9.1.3 前后臺(tái)系統(tǒng)
9.1.4 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
9.1.5 通用操作系統(tǒng)與實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的比較
9.2 飛行器與操作系統(tǒng)
9.3 操作系統(tǒng)中的任務(wù)
9.3.1 任務(wù)的特性
9.3.2 多任務(wù)的實(shí)現(xiàn)
9.3.3 任務(wù)劃分的目標(biāo)
9.4 FreeRTOS操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介
9.5 FreeRTOS中的任務(wù)管理
9.5.1 FreeRTOS中的任務(wù)
9.5.2 相對(duì)延
9.5.3 絕對(duì)延
9.6 FreeRTOS中的互斥信號(hào)量
9.6.1 互斥信號(hào)量的概念
9.6.2 互斥信號(hào)量的應(yīng)用
9.7 FreeRTOS中的任務(wù)通信
9.7.1 隊(duì)列概念
9.7.2 隊(duì)列通信案例
9.8 飛控操作系統(tǒng)中的任務(wù)及其通信
第10章 無(wú)線通信
10.1 無(wú)線通信原理
10.2 無(wú)線電波
10.2.1 無(wú)線通信按頻率分類
10.2.2 2.4GHz無(wú)線技術(shù)簡(jiǎn)介
10.2.3 2.4GHz無(wú)線通信擴(kuò)頻技術(shù)
10..2..4 2.4GHz無(wú)線技術(shù)特點(diǎn)
10.3 手持遙控器工作原理
10.3.1 發(fā)射機(jī)
10.3.2 接收機(jī)
10.3.3 設(shè)備使用中需注意的問(wèn)題
10.4 飛行器的其他無(wú)線通信
第11章 飛手實(shí)訓(xùn)
11.1 無(wú)人機(jī)就業(yè)職位要求
11.2 飛手練習(xí)方法
11.3 民用無(wú)人機(jī)空中交通管理辦法
11.4 飛行時(shí)的注意事項(xiàng)
11.4.1 人
11.4.2 機(jī)
11.4.3 環(huán)境
11.5 飛行器檢修及保養(yǎng)
附錄A 橢球相關(guān)程序
附錄B 卡爾曼濾波代碼
附錄C PID參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能影響試驗(yàn)代碼
參考文獻(xiàn)
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四旋翼飛行器快速上手 作者簡(jiǎn)介
陳志旺博士，燕山大學(xué)副教授、碩導(dǎo)，主要從事預(yù)測(cè)控制、智能控制、嵌入式系統(tǒng)研發(fā)等方向的教學(xué)與科研工作，大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃"嵌入式電動(dòng)四旋翼飛行器的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)”"嵌入式四旋翼飛行器自主飛行的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)”指導(dǎo)教師，指導(dǎo)學(xué)生完成的"新型自適應(yīng)四旋翼飛行器”獲第12屆"挑戰(zhàn)杯"全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽獎(jiǎng)。
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