小型無人直升機綫性與非綫性控製 [Linear and Nonlinear Control of Small-Scale Unmanned Helicopters]

小型無人直升機綫性與非綫性控製 [Linear and Nonlinear Control of Small-Scale Unmanned Helicopters] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

[美] Loannis A.Raptis,Kimon P.Valavanis 著,肖陽,趙友東,吳勇 等 譯
圖書標籤:
  • 無人直升機
  • 小型無人機
  • 控製係統
  • 綫性控製
  • 非綫性控製
  • 飛行控製
  • 自穩控製
  • 建模與仿真
  • 嵌入式係統
  • 機器人學
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齣版社: 國防工業齣版社
ISBN:9787118097863
版次:1
商品編碼:11681980
包裝:平裝
外文名稱:Linear and Nonlinear Control of Small-Scale Unmanned Helicopters
開本:16開
齣版時間:2015-02-01
用紙:膠版紙
頁數:175
字數:245

具體描述

內容簡介

  《小型無人直升機綫性與非綫性控製》由淺人深逐步嚮讀者介紹控製器設計的睏難與挑戰。首先,介紹瞭直升機運動學運動方程的解析推導,其將直升機視為運動剛體,以及具有一個簡化的主鏇翼動力學模型,該模型囊括瞭機體運動和直升機主鏇翼之間的耦閤效應。其次,介紹瞭基於頻域識彆方法的綫性控製器設計,該方法用於獲取低階綫性直升機模型。然後,關注點移到基於非綫性直升機模型的控製器設計上來。所提齣的設計方法非常嚴密且詳細地遵從瞭用於具有反饋形式係統的反步方法。介紹瞭連續和離散時間非綫性控製器,並且采用一個簡單的遞歸最小二乘法來確定離散非綫性直升機模型的參數。同時也展示瞭模糊係統可以如何提高RLS算法在時間域的識彆結果。《小型無人直升機綫性與非綫性控製》也提供瞭針對所有控製器設計的廣泛比較及評估,這麼做為相當廣泛的控製器性能評估鋪平瞭道路,同時為方法選擇提供支持。

目錄

第1章 引言
1.1 背景信息
1.2 相關數學問題
1.3 控製器設計
1.3.1 綫性控製器設計
1.3.2 非綫性控製器設計
1.4 本書綱要

第2章 綫性和非綫性控製器設計迴顧
2.1 綫性控製器設計
2.2 非綫性控製器設計
2.3 評述

第3章 直升機基本運動方程
3.1 直升機運動方程
3.2 直升機的位置與朝嚮
3.2.1 直升機位置動力學
3.2.2 直升機朝嚮動力學
3.3 完整直升機動力學
3.4 評述

第4章 簡化的鏇翼動力學
4.1 引言
4.2 槳葉運動
4.3 傾斜器
4.4 基本鏇翼空氣動力學
4.5 揮舞運動方程
4.6 鏇翼槳尖軌跡平麵(TPP)方程
4.7 一階TPP方程
4.8 主鏇翼力和力矩
4.9 評述

第5章 頻域係統識彆
5.1 數學建模
5.1.1 第一性原理建模
5.1.2 係統識彆建模
5.2 頻域係統識彆
5.3 頻域識彆的優點
5.4 直升機識彆挑戰
5.5 頻率響應和相乾函數
5.6 CIFER程序包
5.7 激勵輸入設計
5.8 運動方程綫性化
5.9 穩定性與控製導數
5.10 模型識彆
5.10.1 實驗平颱
5.10.2 參數化狀態空間模型
5.10.3 識彆過程
5.10.4 時域驗證
5.11 評述

第6章 小型無人直升機綫性跟蹤控製器設計
6.1 直升機綫性模型
6.2 綫性控製器設計概要
6.3 分解係統
6.4 速度和航嚮跟蹤控製器設計
6.4.1 橫嚮一縱嚮動力學
6.4.2 偏航一升降動力學
6.4.3 完整係統誤差動力學的穩定性
6.5 位置和航嚮跟蹤
6.6 PID控製器設計
6.7 實驗結果
6.8 評述

第7章 無人直升機非綫性跟蹤控製器設計
7.1 引言
7.2 直升機非綫性模型
7.2.1 剛體動力學
7.2.2 外部力鏇量模型
7.2.3 完整剛體動力學
7.3 平移誤差動力學
7.4 姿態誤差動力學
7.4.1 偏航誤差動力學
7.4.2 朝嚮誤差動力學
7.4.3 角速度誤差動力學
7.5 姿態誤差動力學的穩定性
7.6 平移誤差動力學的穩定性
7.7 數值仿真結果
7.8 評述

第8章 基於時域參數估計的小型無人直升機離散非綫性控製
8.1 概述
8.2 離散係統動力學
8.3 離散反步算法
8.3.1 角速度動態特性
8.3.2 平移動力學
8.3.3 偏航角動力學
8.4 基於遞歸最小二乘法的參數估計
8.5 參數模型
8.6 實驗結果
8.6.1 時間曆程數據和激勵輸入
8.6.2 模型驗證
8.6.3 控製器設計
8.7 評述

第9章 基於模糊模型的小型無人控製直升機時域辨識算法
9.1 引言
9.2 T-S模糊模型
9.3 提齣的直升機T-S模糊係統
9.4 實驗結果
9.4.1 隸屬函數的參數調整
9.4.2 模型驗證

第10章 比較研究
10.1 控製器設計小結
10.2 實驗結果
10.3 第一種機動動作:前飛
10.4 第二種機動動作:加速前飛
10.5 第三種機動動作:“8字形軌跡飛行
10.6 第四種機動動作:盤鏇上升
10.7 評述

第11章 結束語
11.1 引言
11.2 控製器設計的優勢和創新點
11.3 測試和實施
11.4 評述

原著附錄 反步控製的基本原理
A.1 積分反步
A.2 遞歸反步設計實例
參考文獻
譯著附錄術語英漢對照

前言/序言


小型無人直升機綫性與非綫性控製 引言 小型無人直升機(Small-Scale Unmanned Helicopters, SUHs)作為一類集成瞭先進傳感、通信、計算與動力係統的小型飛行平颱,正以前所未有的速度滲透到各個領域。從空中攝影、環境監測、精準農業,到搜救作業、安防巡邏,乃至未來可能融入的物流配送和個人交通,SUHs以其靈活的機動性、垂直起降能力和低成本優勢,展現齣巨大的應用潛力。然而,要充分釋放SUHs的性能,實現穩定、精確、可靠的飛行,尤其是在復雜多變的作業環境中,對控製係統提齣瞭嚴峻的挑戰。 控製係統的關鍵性 SUHs的控製係統是其實現自主飛行和執行任務的核心。與大型航空器相比,SUHs由於其結構緊湊、慣性較小、氣動特性復雜且易受外界乾擾,其動力學模型往往呈現齣強耦閤、非綫性、不確定性等特點。簡單的綫性控製方法在理想條件下或許能提供初步的穩定性,但麵對實際運行中的大幅度機動、外部擾動(如風)、以及模型參數的偏差時,其性能將顯著下降,甚至可能導緻飛行不穩定。因此,深入研究並掌握SUHs的綫性與非綫性控製理論與技術,是實現其高性能飛行的基石。 綫性控製在SUHs中的應用與局限 綫性控製理論是控製工程的基礎,其成熟的數學工具和設計方法為SUHs的初步控製設計提供瞭有效的途徑。諸如PID(比例-積分-微分)控製器、狀態反饋、觀測器等經典綫性控製策略,已被廣泛應用於SUHs的姿態穩定、定點懸停等基本任務。通過對SUHs的簡化模型進行綫性化處理,可以利用這些方法設計齣能夠實現基本穩定的控製器。 然而,現實中的SUHs動力學遠非綫性,其非綫性特性在某些工作點或特定機動時尤為突齣。例如,由於鏇翼的周期性槳距變化、氣動耦閤效應、以及大角度飛行姿態,SUHs的係統模型會發生顯著的非綫性變化。當SUHs執行快速轉彎、爬升或下降等高動態機動時,綫性控製器的性能將受到嚴重影響,可能齣現超調、振蕩、甚至失控。此外,外部環境擾動,如陣風,也會對綫性控製器造成顯著的乾擾,使其難以維持精確的飛行狀態。因此,雖然綫性控製在SUHs的基本穩定方麵發揮著重要作用,但其在應對復雜工況和實現高級飛行動作時存在固有的局限性。 非綫性控製在SUHs中的必要性與優勢 為瞭剋服綫性控製的局限性,非綫性控製理論應運而生,並成為實現SUHs高性能飛行的關鍵。非綫性控製能夠直接處理係統的非綫性動力學,充分利用係統的固有特性,從而在更寬廣的工作範圍內實現更優異的控製性能。 針對SUHs的非綫性動力學,研究人員開發瞭多種先進的非綫性控製方法,包括但不限於: 滑模控製(Sliding Mode Control, SMC): 滑模控製以其對模型不確定性和外部擾動的魯棒性而聞名。通過設計一個切換函數,強製係統狀態軌跡趨嚮於一個預定的滑模麵,一旦達到滑模麵,係統將在該麵上運動,從而實現對不確定性和擾動的免疫。對於SUHs而言,滑模控製能夠有效地應對風擾、模型參數變化,實現穩定的飛行。 反饋綫性化(Feedback Linearization): 反饋綫性化方法旨在通過適當的狀態反饋和坐標變換,將原有的非綫性係統轉化為等價的綫性係統,然後可以應用成熟的綫性控製技術進行設計。這種方法在一定程度上能夠保留原係統的狀態信息,並可能實現全局的綫性化,但對係統的可控性和可反饋綫性化條件有嚴格要求。 自適應控製(Adaptive Control): 當SUHs的動力學參數隨時間變化或未知時,自適應控製能夠實時估計係統參數,並動態調整控製器增益,以保證係統的穩定性和性能。對於參數變化較大的SUHs(如載荷變化、磨損等),自適應控製是十分有效的。 模糊邏輯控製(Fuzzy Logic Control, FLC) 和 神經網絡控製(Neural Network Control, NNC): 這類基於人工智能的控製方法能夠處理難以精確建模的復雜非綫性係統。通過學習和模仿人類專傢的經驗或從數據中提取規律,模糊邏輯和神經網絡控製器能夠實現靈活且魯棒的控製。對於SUHs的某些復雜非綫性行為,這些方法可以提供有效的解決方案。 模型預測控製(Model Predictive Control, MPC): MPC利用係統的預測模型,在每個控製周期內求解一個優化問題,以確定未來一段時間內的最優控製輸入序列。MPC能夠顯式地處理約束條件(如輸入限製、狀態限製),並能夠預測係統未來的行為,因此在實現高精度軌跡跟蹤和規避障礙等方麵具有顯著優勢。 綫性與非綫性控製的融閤與發展趨勢 在實踐中,綫性與非綫性控製方法並非相互排斥,而是可以相互補充,甚至融閤。例如: 分層控製結構: 可以采用一個高層的非綫性控製器負責整體的飛行模式(如路徑規劃、任務分配),而低層的綫性控製器則負責執行具體的姿態穩定和位置控製。 增廣綫性控製: 將非綫性項作為已知或估計的擾動,將其納入到綫性控製器的設計中,或者采用一種“增廣”的方式來補償非綫性影響。 混閤控製: 根據SUHs所處的不同飛行狀態或工作點,切換使用不同的綫性或非綫性控製策略,以達到最佳性能。 此外,隨著計算能力的提升和算法的進步,新的發展趨勢也在不斷湧現,例如: 強化學習在SUHs控製中的應用: 通過與環境的交互學習最優的控製策略,有望實現更加智能和自主的飛行。 基於模型優化的控製: 結閤先進的優化算法,直接對SUHs的飛行軌跡和控製律進行優化,以達到更高的性能指標。 協同控製: 針對多架SUHs協同作業的場景,研究多體係統的協調控製和任務分配。 結論 小型無人直升機的控製是一個復雜而充滿挑戰的研究領域。從基礎的綫性控製到先進的非綫性控製,再到未來的智能化、協同化控製,每一個階段的研究都為SUHs性能的提升和應用拓展奠定瞭基礎。深入理解和掌握綫性與非綫性控製的原理與方法,並積極探索兩者融閤及新興控製技術的應用,對於推動小型無人直升機在各個領域的廣泛應用,釋放其巨大的社會和經濟價值,具有深遠的影響。

用戶評價

評分

“小型無人直升機綫性與非綫性控製”——僅憑這幾個字,就足以讓我在眾多技術書籍中,將它鎖定為我的必讀之選。作為一名對航空航天控製領域充滿熱情的研究者,小型無人直升機所展現齣的靈活性和多功能性,一直吸引著我。而其控製係統的復雜性,尤其是綫性與非綫性控製的融閤,更是這一領域的核心難點。 我非常期待本書能夠為小型無人直升機的動力學建模提供一個係統而詳盡的框架。從建立基本的六自由度運動方程,到考慮氣動力、發動機推力以及鏇翼動力學等復雜效應,我都希望能得到深入的講解。特彆是在模型不確定性方麵,我希望能看到作者如何指導讀者利用數據驅動的方法(如係統辨識)或基於物理原理的方法,來建立更為精確且魯棒的模型。 在理論層麵,我對綫性控製部分寄予厚望,希望能看到對PID控製、狀態反饋(如LQR)、模型預測控製(MPC)等經典方法在無人機姿態穩定、高度控製及路徑跟蹤方麵的詳細闡述。我期望書中能通過豐富的仿真案例,直觀地展示這些綫性控製器如何工作,以及在理想條件下能達到的性能水平。同時,我也期待書中能誠懇地指齣綫性控製在麵對模型非綫性、外部擾動以及參數變化時可能遇到的瓶頸。 而“非綫性控製”的引入,更是讓我對這本書的深度充滿瞭好奇。我希望書中能詳細介紹諸如反饋綫性化、滑模控製(SMC)、背脊法(Backstepping)、模糊邏輯控製(FLC)以及基於神經網絡(NN)的自適應控製等先進技術。我尤其關注,這些非綫性控製方法是如何有效解決無人機在復雜飛行姿態下的耦閤效應、氣動力的非綫性變化,以及如何在模型不確定或動態變化的環境下,實現高精度、高魯棒性的控製。 考慮到小型無人直升機有限的計算資源,控製算法的計算效率是一個關鍵考量。我期待書中能夠探討不同非綫性控製算法的計算復雜度,並提供一些關於如何設計高效、低復雜度控製器的實用建議,例如模型降階、參數共享或利用硬件加速等技術。 此外,書名中的“綫性與非綫性控製”並列,預示著本書可能不僅僅是分開介紹兩種方法,而是會深入探討如何將它們有機地結閤起來。我非常想瞭解,作者將如何設計混閤控製策略,以充分發揮綫性控製的簡單高效和非綫性控製的強大魯棒性,從而在不同的飛行階段或工況下,實現最優的控製性能。 對於工程實踐而言,理論知識需要轉化為可行的解決方案。我期待本書能提供一些結閤實際應用的案例研究,例如,如何設計一個用於精確航拍的無人機控製係統,或者一個能夠自主完成管道巡檢任務的無人機控製方案。這些案例將極大地幫助我理解和應用書中的理論。 我期待書中能夠包含大量的圖錶、仿真結果以及可能的實驗數據,用以佐證和闡述復雜的控製理論。如果能附帶一些MATLAB/Simulink或Python等常用仿真平颱下的示例代碼,那將極大地提升本書的學習效率和實踐價值,讓讀者能夠“動手實踐”,加深理解。 這本書的讀者群體,很可能是具有一定控製理論基礎的研究人員和工程師。我希望它能夠以一種嚴謹而又富啓發的敘述方式,引導讀者深入理解小型無人直升機控製係統的精髓,激發他們對這一領域進行更深入研究和創新的熱情。 總而言之,“小型無人直升機綫性與非綫性控製”這部作品,從書名上看,就預示著一次深入的理論與實踐探索。我滿懷期待,希望它能成為我手中一本不可或缺的參考書,為我在小型無人直升機控製領域的研究和工程實踐提供堅實的支撐。

評分

這部作品,以其精煉而又充滿科技感的書名——“小型無人直升機綫性與非綫性控製”,立即吸引瞭我。作為一名在航空電子領域摸爬滾打多年的技術人員,我深知控製係統對於任何飛行器的核心作用,尤其是對於姿態控製和運動軌跡精度的要求極高的無人直升機而言。這本書的標題直接點明瞭其研究的兩個關鍵維度:綫性與非綫性控製。這預示著它將不止步於基礎的綫性控製理論,而是會深入探索更具挑戰性的非綫性領域。 我尤其關注的是,該書將如何係統地介紹小型無人直升機的動力學模型建立過程。理論上,任何控製係統的設計都離不開對被控對象精確的數學描述。對於結構復雜、動力學耦閤嚴重的無人直升機而言,模型的準確性直接影響到控製器的性能。我期望書中能從拉格朗日方程或牛頓-歐拉方程齣發,詳盡推導齣小型無人直升機的六自由度運動方程,並在此基礎上,清晰地闡述如何進行模型簡化與綫性化處理,以適應綫性控製器的設計需求。 在探討綫性控製部分,我期望書中能夠涵蓋諸如PID控製、狀態空間方法(如LQR)等經典綫性控製策略。我希望能看到,作者如何將這些理論工具應用於無人機的姿態穩定,如俯仰、滾轉和偏航角的精確控製,以及如何實現簡單的路徑跟蹤和懸停任務。同時,我也期待書中能提供豐富的仿真實例,展示這些綫性控製器在理想條件下的性能錶現,並誠懇地分析其在麵對外部擾動、參數變化時可能齣現的局限性。 而“非綫性控製”部分,則是我最為期待的亮點。小型無人直升機的飛行過程中,其非綫性特性往往非常顯著,例如氣動力的非綫性、發動機推力與轉速的非綫性關係,以及在極端姿態下的耦閤效應。我迫切希望書中能夠深入介紹諸如反饋綫性化、背脊法(Backstepping)、滑模控製(Sliding Mode Control, SMC)、模糊邏輯控製(Fuzzy Logic Control, FLC)以及基於神經網絡(Neural Network, NN)的自適應控製等先進的非綫性控製方法。 我尤其想瞭解,這些非綫性控製技術是如何有效地處理無人機動力學中的非綫性耦閤項,如何實現對不確定模型參數的魯棒控製,以及如何在保證飛行穩定性的同時,實現更優越的動態性能,例如快速響應和高精度跟蹤。書中是否能提供一些將這些復雜理論轉化為實際控製器設計的具體步驟和指導,那將非常有價值。 在算法的實用性方麵,小型無人直升機通常搭載的計算資源有限。因此,我關注書中是否會對不同控製算法的計算復雜度進行評估,並提供一些關於算法優化或模型簡化策略的建議,以確保控製算法能夠在嵌入式平颱上實時運行。例如,對於一些計算量較大的非綫性方法,是否有高效的近似算法或降階處理方法。 此外,這本書的書名暗示瞭其內容可能涵蓋從基礎模型到高級控製策略的全麵性。我希望書中能夠不僅僅局限於理論推導,而是提供一些結閤實際工程應用的案例分析。例如,如何針對特定的任務需求,如精確懸停、復雜地形穿越、或者與其他無人機協同作業,來設計和優化相應的綫性與非綫性控製策略。 對於讀者而言,能夠理解和掌握這些先進的控製算法,並將其應用於實際項目中,是至關重要的。因此,我希望書中能夠提供清晰的數學推導,大量的圖示和仿真結果,以及可能的實驗數據。如果書中能夠提供一些編程示例或僞代碼,指導讀者如何用MATLAB/Simulink、Python等工具實現這些算法,那將大大提高本書的實踐指導意義。 此外,這本書的定位,很可能麵嚮的是研究生、科研人員以及具有一定控製理論基礎的工程師。我期待它能夠以一種嚴謹而又不失可讀性的方式,深入淺齣地講解這些復雜的控製理論。它應該能夠幫助讀者建立起紮實的理論功底,並激發他們在無人機控製領域進行創新研究的興趣。 總而言之,這本書的標題“小型無人直升機綫性與非綫性控製”已經點燃瞭我極大的閱讀熱情。它承諾瞭一次對無人機控製核心技術的深度探索,涵蓋瞭從基礎到前沿的廣泛內容。我期待它能夠成為我手中一本不可多得的寶貴參考書,幫助我在無人機控製領域不斷前進,解決實際工程中遇到的各種挑戰。

評分

“小型無人直升機綫性與非綫性控製”——這個書名,精準地捕捉到瞭我對於無人機控製領域最前沿的探索欲。作為一名長期關注航空航天技術發展的工程師,我深知,無論是基礎的姿態穩定,還是復雜的自主導航,都離不開精妙的控製係統設計。而“綫性與非綫性”的組閤,則預示著這本書將深入到最核心的理論與實踐之中。 我特彆期待本書能在小型無人直升機的動力學建模方麵,提供一個係統而詳盡的框架。從如何從基礎的物理定律齣發,建立準確描述無人機運動狀態的數學模型,到如何處理模型中的非綫性因素,如氣動力、發動機推力等,以及如何有效地進行模型辨識和補償模型不確定性,這些都是進行高性能控製設計的基礎。 在“綫性控製”方麵,我殷切地期望書中能詳盡地闡述PID控製、狀態反饋(如LQR)以及模型預測控製(MPC)等經典理論在無人機姿態穩定、高度控製和基本路徑跟蹤問題上的具體應用。我希望能夠通過豐富的仿真案例,直觀地理解這些綫性控製器的工作原理和性能錶現,同時也期待書中能誠懇地分析它們在麵對模型非綫性、外部擾動以及係統飽和等情況時的局限性。 然而,小型無人直升機的實際飛行過程,往往充滿瞭顯著的非綫性特性,尤其是在高動態機動或復雜氣流環境下。因此,“非綫性控製”部分的內容,是我最為關注的亮點。我希望書中能夠深入探討諸如反饋綫性化、滑模控製(SMC)、背脊法(Backstepping)、模糊邏輯控製(FLC)以及基於神經網絡(NN)的自適應控製等先進的非綫性控製策略。 我迫切想瞭解,這些非綫性控製方法是如何有效地處理無人機動力學中的非綫性耦閤項,如何實現對模型不確定性或強外部擾動的魯棒性控製,以及如何在保證高動態機動性能的同時,確保係統的穩定性和安全性。例如,我非常希望能學習如何設計一個能夠在強風中依然保持精準懸停的控製係統。 考慮到小型無人直升機通常搭載的計算資源有限,控製算法的計算效率和實時性至關重要。我希望書中能夠探討不同非綫性控製算法的計算復雜度,並提供一些關於如何設計低復雜度、高效控製器的實用建議,例如模型降階、參數共享或者利用硬件加速等技術。 這本書的書名同時提到瞭“綫性”與“非綫性”,這暗示瞭它可能不僅僅是分開介紹兩種方法,而是會深入探討如何將它們有機地結閤起來,形成混閤控製係統。我非常好奇,作者將如何權衡和取捨,在何種情況下選擇綫性控製,何時又必須采用非綫性控製,或者如何設計一個能夠根據飛行狀態動態切換或融閤這兩種方法的控製策略,以達到最優的性能和魯棒性。 從工程實踐的角度來看,一本好的技術書籍,不僅僅是理論的堆砌,更應該是解決實際問題的指南。我期待書中能夠提供一些結閤實際應用的案例研究,涵蓋從模型建立、控製器設計,到仿真驗證和實際應用的全過程。例如,如何設計一個用於精確航拍的無人機控製係統,或者一個能夠自主完成管道巡檢任務的無人機控製方案。 我期待書中能夠包含大量的圖錶、仿真結果以及可能的實驗數據,用以佐證和闡述復雜的控製理論。如果能附帶一些MATLAB/Simulink或Python等常用仿真平颱下的示例代碼,那將極大地提升本書的學習效率和實踐價值,讓讀者能夠“動手實踐”,加深理解。 這本書的讀者群體,很可能是具有一定控製理論基礎的研究人員和工程師。我希望它能夠以一種嚴謹而又富啓發的敘述方式,引導讀者深入理解小型無人直升機控製係統的精髓,激發他們對這一領域進行更深入研究和創新的熱情。 總而言之,“小型無人直升機綫性與非綫性控製”這部作品,從書名上看,就預示著一次深入的理論與實踐探索。我滿懷期待,希望它能成為我手中一本不可或缺的參考書,為我在小型無人直升機控製領域的研究和工程實踐提供堅實的支撐,幫助我應對未來無人機技術發展中的各種挑戰。

評分

“小型無人直升機綫性與非綫性控製”——僅從這幾個字,就足以讓我這位在自動化領域深耕多年的工程師,産生強烈的閱讀衝動。小型無人直升機,作為當前蓬勃發展的無人機技術的一個重要分支,其自身的復雜性和動態特性,一直是控製理論研究者們關注的焦點。而“綫性與非綫性控製”的組閤,更是精準地觸及瞭這一領域的核心挑戰。 我非常期待本書能夠在小型無人直升機的動力學建模方麵,提供詳盡且深入的論述。這通常是所有控製係統設計的基礎,其精度直接關係到後續控製器的有效性。我希望作者能夠從最小二乘法、卡爾曼濾波等數據驅動建模方法,到基於物理原理的建模技術,都給予充分的介紹,並特彆指齣在小型無人直升機這類復雜係統中,如何有效地辨識模型參數,以及如何處理模型的不確定性。 關於綫性控製,我期望本書能夠詳盡闡述PID控製器在無人機姿態穩定中的經典應用,以及如何通過狀態反饋(如LQR)來優化係統的響應性能。我更希望看到,書中能提供一些關於如何將多變量綫性係統理論應用於無人機飛行控製的案例,例如,如何處理俯仰、滾轉、偏航和高度等多個通道之間的耦閤關係,以及如何通過綫性控製實現基本的路徑跟蹤和懸停功能。 然而,無人機的實際飛行並非總能在綫性區域內進行。當無人機進行高動態機動,或者遭遇強烈的外部擾動時,其非綫性特性就變得尤為突齣。因此,“非綫性控製”部分的內容,是我最為關注的。我希望書中能夠深入探討諸如反饋綫性化(Feedback Linearization)、滑模控製(Sliding Mode Control, SMC)以及模糊邏輯控製(Fuzzy Logic Control, FLC)等先進的非綫性控製技術。 我特彆期待作者能夠解釋,如何利用這些非綫性控製方法,來有效地抑製無人機在高速運動或強風乾擾下的抖振,如何實現更精確的軌跡跟蹤,以及如何保證係統在模型參數未知或動態變化的條件下的魯棒性。例如,如何設計一個滑模控製器,能夠有效應對氣動力的非綫性效應,保證無人機即使在復雜氣流中也能保持穩定。 考慮到小型無人直升機的硬件限製,算法的計算效率和實時性至關重要。我希望書中能夠提供一些關於如何設計低復雜度非綫性控製器的討論,或者介紹一些模型降階、參數共享等技術,以適應有限的計算資源。例如,是否能介紹一些適用於嵌入式平颱的輕量級神經網絡控製算法。 此外,這本書的書名涵蓋瞭“綫性”與“非綫性”的並列,這意味著可能存在對兩種控製方法的深入比較,或者介紹如何將它們有機地結閤起來。我非常好奇,作者將如何權衡兩者的優缺點,在何種情況下傾嚮於使用綫性控製,何時又必須采用非綫性控製,或者如何構建混閤控製係統,以達到最優的性能和魯棒性。 對於像我這樣的工程技術人員,理論的深度固然重要,但工程實踐的指導意義更為關鍵。我期待書中能夠提供一些詳細的工程案例研究,從模型建立、控製器設計,到仿真驗證和實際應用,貫穿整個流程。例如,如何設計一個能夠實現精確航拍的無人機控製係統,或者一個能夠自主完成管道巡檢任務的無人機控製方案。 我期待書中能夠包含大量的圖錶、仿真結果以及可能的實驗數據,幫助我直觀地理解復雜的控製概念。如果能附帶一些MATLAB/Simulink或其他仿真軟件的示例代碼,那將極大地提高本書的學習效率和實踐價值。 這本書的定位,很可能麵嚮的是具有一定控製理論基礎的工程師和研究生。我希望它能夠以一種嚴謹而又不失啓發性的方式,引導讀者深入理解小型無人直升機控製的精髓。它不僅是知識的傳授,更是激發創新思維和解決實際工程問題的能力培養。 總而言之,“小型無人直升機綫性與非綫性控製”這部作品,從書名上看,就展現齣瞭其高度的學術價值和工程實用性。我滿懷期待,希望它能成為我手中一本不可或缺的工具書,幫助我在無人機控製領域不斷探索和突破。

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“小型無人直升機綫性與非綫性控製”——這個書名,如同一個精心設計的邀約,直接擊中瞭我在無人機技術領域最感興趣的核心。作為一名在該領域摸索多年的工程師,我深知,要讓小型無人直升機在復雜的飛行環境中實現穩定、精確的運動,其背後的控製係統是關鍵。而“綫性”與“非綫性”的並列,則預示著這本書將深入到控製理論的精髓。 我尤其期待書中能詳盡地闡述小型無人直升機的動力學建模過程。從最基礎的六自由度運動方程推導,到如何考慮氣動力的非綫性效應、鏇翼動力學的復雜性,以及如何有效地進行模型辨識和參數估計,這些都是實現高性能控製的基礎。我希望書中能提供清晰的數學推導,並輔以圖示,幫助理解。 在“綫性控製”方麵,我熱切期望看到對PID控製、狀態反饋(如LQR)以及模型預測控製(MPC)等經典方法的詳細介紹,尤其是在它們應用於無人機姿態穩定、高度保持和基本路徑跟蹤時的具體實現方式。我希望書中能提供豐富的仿真示例,展示這些綫性控製器在理想條件下的齣色錶現,並誠懇地分析它們在麵對模型不確定性、外部擾動以及係統飽和時的局限性。 然而,無人機的實際飛行環境遠比理論模型復雜,其顯著的非綫性特性是不可迴避的挑戰。因此,“非綫性控製”部分的內容,是我最為期待的部分。我希望書中能深入探討諸如反饋綫性化、滑模控製(SMC)、背脊法(Backstepping)、模糊邏輯控製(FLC)以及基於神經網絡(NN)的自適應控製等先進的非綫性控製策略。 我迫切想瞭解,這些非綫性控製方法是如何巧妙地處理無人機動力學中的非綫性耦閤項,如何實現對模型不確定性或強外部擾動的魯棒性控製,以及如何在保證高動態機動性能的同時,確保係統的穩定性和安全性。例如,如何設計一個能夠應對復雜氣流乾擾的自主飛行控製係統。 考慮到小型無人直升機通常搭載的計算資源有限,控製算法的計算效率和實時性至關重要。我希望書中能夠探討不同非綫性控製算法的計算復雜度,並提供一些關於如何設計低復雜度、高效控製器的實用建議,例如模型降階、參數共享或者利用硬件加速等技術。 這本書的書名同時提到瞭“綫性”與“非綫性”,這暗示瞭它可能不僅僅是分開介紹兩種方法,而是會深入探討如何將它們有機地結閤起來,形成混閤控製係統。我非常好奇,作者將如何權衡和取捨,在何種情況下選擇綫性控製,何時又必須采用非綫性控製,或者如何設計一個能夠根據飛行狀態動態切換或融閤這兩種方法的控製策略,以達到最優的性能和魯棒性。 從工程實踐的角度來看,一本好的技術書籍,不僅僅是理論的堆砌,更應該是解決實際問題的指南。我期待書中能夠提供一些結閤實際應用的案例研究,涵蓋從模型建立、控製器設計,到仿真驗證和實際應用的全過程。例如,如何設計一個用於精確航拍的無人機控製係統,或者一個能夠自主完成管道巡檢任務的無人機控製方案。 我期待書中能夠包含大量的圖錶、仿真結果以及可能的實驗數據,用以佐證和闡述復雜的控製理論。如果能附帶一些MATLAB/Simulink或Python等常用仿真平颱下的示例代碼,那將極大地提升本書的學習效率和實踐價值,讓讀者能夠“動手實踐”,加深理解。 這本書的讀者群體,很可能是具有一定控製理論基礎的研究人員和工程師。我希望它能夠以一種嚴謹而又富啓發的敘述方式,引導讀者深入理解小型無人直升機控製係統的精髓,激發他們對這一領域進行更深入研究和創新的熱情。 總而言之,“小型無人直升機綫性與非綫性控製”這部作品,從書名上看,就預示著一次深入的理論與實踐探索。我滿懷期待,希望它能成為我手中一本不可或缺的參考書,為我在小型無人直升機控製領域的研究和工程實踐提供堅實的支撐,幫助我應對未來無人機技術發展中的各種挑戰。

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“小型無人直升機綫性與非綫性控製”——這幾個字,在我眼中,不僅僅是一個書名,更像是一扇通往無人機控製領域核心的門。作為一名在航空電子領域摸爬滾打多年的技術人員,我對控製係統的精妙之處,尤其是如何讓原本復雜的飛行器變得聽話而精準,有著極大的興趣。這本書的標題,恰好精準地觸及瞭我的興趣點。 我特彆期待本書能從基礎的動力學建模入手,詳盡地介紹如何為小型無人直升機建立一套準確而又適用於不同控製策略的數學模型。這包括如何推導齣六自由度的運動方程,如何考慮氣動力的非綫性效應,以及如何有效地進行模型辨識,處理模型不確定性。一個紮實的模型是所有控製設計的基礎,我希望能從這裏獲得清晰的指引。 在“綫性控製”方麵,我期望書中能深入探討PID控製器在無人機姿態穩定中的經典應用,以及如何利用狀態空間方法(如LQR)來優化係統的響應性能。我希望能看到,作者如何將這些經典的綫性控製理論,轉化為解決無人機俯仰、滾轉、偏航角精確控製以及高度保持等實際問題的具體方案。同時,我也期待書中能提供豐富的仿真示例,展示這些綫性控製器在理想條件下的性能,並誠懇地分析它們在非綫性、強耦閤以及外部擾動下的局限性。 然而,小型無人直升機的飛行過程,往往充滿著顯著的非綫性特性。因此,“非綫性控製”部分的內容,是我最為期待的亮點。我希望書中能夠深入探討諸如反饋綫性化、滑模控製(SMC)、背脊法(Backstepping)、模糊邏輯控製(FLC)以及基於神經網絡(NN)的自適應控製等先進的非綫性控製策略。 我迫切想瞭解,這些非綫性控製方法是如何有效地處理無人機動力學中的非綫性耦閤項,如何實現對模型不確定性或強外部擾動的魯棒性控製,以及如何在保證高動態機動性能的同時,確保係統的穩定性和安全性。例如,如何設計一個能夠應對復雜氣流乾擾的自主飛行控製係統。 考慮到小型無人直升機通常搭載的計算資源有限,控製算法的計算效率和實時性至關重要。我希望書中能夠探討不同非綫性控製算法的計算復雜度,並提供一些關於如何設計低復雜度、高效控製器的實用建議,例如模型降階、參數共享或者利用硬件加速等技術。 這本書的書名同時提到瞭“綫性”與“非綫性”,這暗示瞭它可能不僅僅是分開介紹兩種方法,而是會深入探討如何將它們有機地結閤起來,形成混閤控製係統。我非常好奇,作者將如何權衡和取捨,在何種情況下選擇綫性控製,何時又必須采用非綫性控製,或者如何設計一個能夠根據飛行狀態動態切換或融閤這兩種方法的控製策略,以達到最優的性能和魯棒性。 從工程實踐的角度來看,一本好的技術書籍,不僅僅是理論的堆砌,更應該是解決實際問題的指南。我期待書中能夠提供一些結閤實際應用的案例研究,涵蓋從模型建立、控製器設計,到仿真驗證和實際應用的全過程。例如,如何設計一個用於精確航拍的無人機控製係統,或者一個能夠自主完成管道巡檢任務的無人機控製方案。 我期待書中能夠包含大量的圖錶、仿真結果以及可能的實驗數據,用以佐證和闡述復雜的控製理論。如果能附帶一些MATLAB/Simulink或Python等常用仿真平颱下的示例代碼,那將極大地提升本書的學習效率和實踐價值,讓讀者能夠“動手實踐”,加深理解。 這本書的讀者群體,很可能是具有一定控製理論基礎的研究人員和工程師。我希望它能夠以一種嚴謹而又富啓發的敘述方式,引導讀者深入理解小型無人直升機控製係統的精髓,激發他們對這一領域進行更深入研究和創新的熱情。 總而言之,“小型無人直升機綫性與非綫性控製”這部作品,從書名上看,就預示著一次深入的理論與實踐探索。我滿懷期待,希望它能成為我手中一本不可或缺的參考書,為我在小型無人直升機控製領域的研究和工程實踐提供堅實的支撐,幫助我應對未來無人機技術發展中的各種挑戰。

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這本書的封麵上,“小型無人直升機綫性與非綫性控製”幾個字映入眼簾,仿佛預示著一段跨越理論與實踐的精彩旅程。作為一名在無人機領域摸爬滾打多年的工程師,我對小型無人直升機,尤其是其控製係統的精妙之處,一直懷有濃厚的興趣。市麵上關於無人機技術發展的書籍琳琅滿目,但真正深入剖析其核心控製算法,尤其是區分綫性與非綫性控製的,卻著實不多。這本書的標題,恰好點燃瞭我內心深處的那份好奇。我尤其期待它能夠詳盡地闡述,如何將抽象的數學模型轉化為穩定、精確的飛行軌跡,如何應對外界擾動和模型不確定性,以及如何在有限的計算資源下實現高性能的控製。 綫性控製,作為控製理論的基石,其成熟的理論框架為理解無人機的基本動力學特性提供瞭堅實的基礎。我希望這本書能夠從最基本的模型建立開始,逐步引導讀者理解如何利用綫性化技術來近似描述無人機的復雜運動。例如,如何通過雅可比矩陣等方法,在平衡點附近將非綫性動力學方程轉化為綫性方程組,從而應用PID、LQR等經典控製器。我期待書中能包含豐富的例題和仿真分析,展示綫性控製在無人機姿態穩定、路徑跟蹤等方麵的應用效果,同時也清晰地指齣綫性控製的局限性,例如它在高動態機動或模型變化較大時的不足。 然而,無人機的實際飛行環境遠比理論模型復雜,外部氣流、傳感器噪聲、模型參數的不確定性,以及飛行器本身産生的非綫性效應,都使得非綫性控製成為不可或缺的研究方嚮。這本書的標題中明確包含瞭“非綫性控製”,這讓我對接下來的內容充滿瞭期待。我希望它能深入探討多種非綫性控製策略,如反饋綫性化、滑模控製、模糊控製、神經網絡控製等。特彆是,我非常想瞭解這些非綫性控製方法如何巧妙地處理無人機的耦閤動力學、飽和效應以及其他顯著的非綫性特性,從而實現更優異的性能和魯棒性。 在深入研究非綫性控製時,模型的精確性往往是一個棘手的問題。許多先進的非綫性控製方法,如模型預測控製(MPC),對模型的精度要求較高。如果這本書能夠提供一些關於如何處理模型不確定性的技術,例如自適應控製或魯棒控製,那將極大地增加其實用性。我期待它能夠指導讀者如何設計能夠容忍一定程度模型誤差的控製器,甚至在未知模型參數的情況下也能保證係統的穩定性。想象一下,一個能夠在強風中依然保持平穩的無人機,這背後一定蘊含著精妙的非綫性控製思想。 對於小型無人直升機而言,尺寸、重量和功耗是重要的限製因素,這直接影響到其搭載的計算平颱和傳感器。因此,控製算法的設計不僅要追求性能,還要考慮計算效率。我希望這本書能夠在這方麵有所探討,例如如何在保證控製精度的前提下,簡化算法,減少計算量,或者介紹一些輕量級的非綫性控製方法。同時,對於嵌入式係統而言,實時性和魯棒性也是關鍵。書中能否分享一些在實際硬件平颱上實現這些控製算法的經驗和技巧,那將非常有價值。 此外,這本書的標題並沒有局限於單一的控製策略。它提到瞭“綫性與非綫性控製”,這暗示著可能存在對兩種方法進行對比分析,或者介紹如何將綫性與非綫性控製相結閤的混閤控製策略。我非常感興趣的是,作者將如何權衡和取捨,在何種情況下選擇綫性控製,何種情況下轉嚮非綫性控製,或者如何通過巧妙的設計,讓它們協同工作,以發揮各自的優勢。這種集成式的視角,對於工程師來說,能夠更全麵地理解和應用控製理論。 從讀者的角度來看,一本好的技術書籍不僅僅是理論的堆砌,更應該包含豐富的工程實踐指導。我希望這本書能夠提供一些實際案例研究,展示如何在不同的應用場景下,例如航拍、偵察、巡檢等,設計和實現小型無人直升機的控製係統。例如,針對航拍應用,如何設計一個能夠平滑過渡的路徑跟蹤控製器;針對偵察任務,如何在復雜的環境中實現自主避障和穩定懸停。這些具體的應用場景,能夠幫助讀者更好地將書中的理論知識轉化為實際的工程解決方案。 我個人對仿真工具的應用情有獨鍾,因為它們能夠極大地加速理論驗證和算法優化過程。我期待書中能夠推薦或演示一些常用的仿真平颱,例如MATLAB/Simulink、Python的控製庫等,並提供相關的仿真代碼或腳本。通過仿真,讀者可以直觀地觀察不同控製策略下的無人機行為,評估其性能,並進行參數調優。這種“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行”的學習方式,對於掌握復雜的控製算法至關重要。 這本書的潛在讀者群體可能涵蓋瞭從在校學生到經驗豐富的工程師。因此,我希望書中能夠根據不同的讀者基礎,提供不同深度的內容。對於初學者,可能需要更清晰、更循序漸進的理論講解和基礎示例;而對於有一定基礎的讀者,則可以深入探討更前沿的控製技術和算法。如果書中能夠提供一些參考文獻,引導讀者進一步深入研究特定的控製理論或應用,那就更加完善瞭。 總而言之,“小型無人直升機綫性與非綫性控製”這本書,從標題上看,非常有潛力成為一本填補市場空白、指導實際工程應用的優秀著作。它不僅僅是關於理論知識的傳遞,更是關於如何將復雜的控製思想,轉化為切實可行的無人機飛行控製解決方案。我非常期待能夠通過閱讀這本書,提升自己在小型無人直升機控製領域的理論和實踐能力,為未來的無人機研發和應用貢獻力量。

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“小型無人直升機綫性與非綫性控製”——僅僅是這幾個字,就足以讓我在蕓蕓技術書籍中,將它一眼鎖定。作為一名在航空電子領域耕耘多年的工程師,我深知,精確而穩定的控製,是無人機實現各項高級功能的基石。而“綫性與非綫性控製”的並列,更是點齣瞭無人機控製領域的核心技術挑戰。 我非常期待本書能夠在小型無人直升機的動力學建模方麵,提供詳盡且具有指導意義的論述。這包括如何從最基本的物理定律齣發,建立能夠準確描述無人機運動狀態的數學模型,如何處理模型中的非綫性因素,以及如何有效地辨識和補償模型不確定性。一個堅實的模型基礎,是所有控製策略設計的起點。 在“綫性控製”部分,我熱切期望看到對PID控製、狀態空間方法(如LQR)以及模型預測控製(MPC)等經典理論在無人機姿態穩定、高度控製和基本路徑跟蹤問題上的具體應用。我希望書中能通過大量的仿真案例,直觀地展示這些綫性控製器的工作原理和性能錶現,同時,也期望書中能誠懇地分析它們在麵對模型非綫性、外部擾動以及係統飽和等情況時的局限性。 然而,小型無人直升機在實際飛行過程中,往往會暴露其顯著的非綫性特性,尤其是在高動態機動或復雜氣流環境下。因此,“非綫性控製”部分的內容,是我最為關注的亮點。我希望書中能夠深入探討諸如反饋綫性化、滑模控製(SMC)、背脊法(Backstepping)、模糊邏輯控製(FLC)以及基於神經網絡(NN)的自適應控製等先進的非綫性控製策略。 我迫切想瞭解,這些非綫性控製方法是如何有效地處理無人機動力學中的非綫性耦閤項,如何實現對模型不確定性或強外部擾動的魯棒性控製,以及如何在保證高動態機動性能的同時,確保係統的穩定性和安全性。例如,我非常希望能學習如何設計一個能夠在強風中依然保持精準懸停的控製係統。 考慮到小型無人直升機通常搭載的計算資源有限,控製算法的計算效率和實時性至關重要。我希望書中能夠探討不同非綫性控製算法的計算復雜度,並提供一些關於如何設計低復雜度、高效控製器的實用建議,例如模型降階、參數共享或者利用硬件加速等技術。 這本書的書名同時提到瞭“綫性”與“非綫性”,這暗示瞭它可能不僅僅是分開介紹兩種方法,而是會深入探討如何將它們有機地結閤起來,形成混閤控製係統。我非常好奇,作者將如何權衡和取捨,在何種情況下選擇綫性控製,何時又必須采用非綫性控製,或者如何設計一個能夠根據飛行狀態動態切換或融閤這兩種方法的控製策略,以達到最優的性能和魯棒性。 從工程實踐的角度來看,一本好的技術書籍,不僅僅是理論的堆砌,更應該是解決實際問題的指南。我期待書中能夠提供一些結閤實際應用的案例研究,涵蓋從模型建立、控製器設計,到仿真驗證和實際應用的全過程。例如,如何設計一個用於精確航拍的無人機控製係統,或者一個能夠自主完成管道巡檢任務的無人機控製方案。 我期待書中能夠包含大量的圖錶、仿真結果以及可能的實驗數據,用以佐證和闡述復雜的控製理論。如果能附帶一些MATLAB/Simulink或Python等常用仿真平颱下的示例代碼,那將極大地提升本書的學習效率和實踐價值,讓讀者能夠“動手實踐”,加深理解。 這本書的讀者群體,很可能是具有一定控製理論基礎的研究人員和工程師。我希望它能夠以一種嚴謹而又富啓發的敘述方式,引導讀者深入理解小型無人直升機控製係統的精髓,激發他們對這一領域進行更深入研究和創新的熱情。 總而言之,“小型無人直升機綫性與非綫性控製”這部作品,從書名上看,就預示著一次深入的理論與實踐探索。我滿懷期待,希望它能成為我手中一本不可或缺的參考書,為我在小型無人直升機控製領域的研究和工程實踐提供堅實的支撐,幫助我應對未來無人機技術發展中的各種挑戰。

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“小型無人直升機綫性與非綫性控製”——僅憑這幾個字,便足以勾起我作為一名航空航天控製領域探索者的強烈好奇心。小型無人直升機,因其獨特的飛行特性和廣泛的應用前景,一直是我關注的焦點。而標題中明確指齣的“綫性與非綫性控製”,更是直擊瞭這一領域最核心的挑戰與機遇。 我特彆期待本書能在小型無人直升機的動力學建模方麵,提供係統且深入的講解。這包括如何從基礎的牛頓-歐拉方程齣發,推導齣具有物理意義的六自由度運動方程,如何考慮氣動力的非綫性效應、發動機推力與轉速的耦閤,以及如何有效地進行模型辨識,處理模型的不確定性,這些都是後續控製設計的基礎。 在“綫性控製”的部分,我期望書中能詳盡地闡述PID控製、狀態空間方法(如LQR)、以及模型預測控製(MPC)等經典理論在解決無人機姿態穩定、高度控製和基本路徑跟蹤問題上的具體應用。我希望能夠通過豐富的仿真案例,直觀地理解這些綫性控製器在理想條件下的工作原理和性能錶現,同時,也誠懇地期待書中能對它們在麵對模型非綫性、外部擾動以及係統飽和等情況下的局限性有所闡述。 然而,小型無人直升機的實際飛行過程,往往充滿瞭顯著的非綫性現象,如高動態機動、復雜氣流乾擾等。因此,“非綫性控製”部分的內容,是我最為關注的亮點。我希望書中能夠深入探討諸如反饋綫性化、滑模控製(SMC)、背脊法(Backstepping)、模糊邏輯控製(FLC)以及基於神經網絡(NN)的自適應控製等先進的非綫性控製策略。 我尤其想瞭解,這些非綫性控製方法是如何有效地處理無人機動力學中的非綫性耦閤項,如何實現對模型不確定性或強外部擾動的魯棒性控製,以及如何在保證高動態機動性能的同時,確保係統的穩定性和安全性。例如,我迫切想知道,如何設計一個能夠應對復雜氣流乾擾的自主飛行控製係統。 考慮到小型無人直升機通常搭載的計算資源有限,控製算法的計算效率和實時性至關重要。我希望書中能夠探討不同非綫性控製算法的計算復雜度,並提供一些關於如何設計低復雜度、高效控製器的實用建議,例如模型降階、參數共享或者利用硬件加速等技術。 這本書的書名同時提到瞭“綫性”與“非綫性”,這暗示瞭它可能不僅僅是分開介紹兩種方法,而是會深入探討如何將它們有機地結閤起來,形成混閤控製係統。我非常好奇,作者將如何權衡和取捨,在何種情況下選擇綫性控製,何時又必須采用非綫性控製,或者如何設計一個能夠根據飛行狀態動態切換或融閤這兩種方法的控製策略,以達到最優的性能和魯棒性。 從工程實踐的角度來看,一本好的技術書籍,不僅僅是理論的堆砌,更應該是解決實際問題的指南。我期待書中能夠提供一些結閤實際應用的案例研究,涵蓋從模型建立、控製器設計,到仿真驗證和實際應用的全過程。例如,如何設計一個用於精確航拍的無人機控製係統,或者一個能夠自主完成管道巡檢任務的無人機控製方案。 我期待書中能夠包含大量的圖錶、仿真結果以及可能的實驗數據,用以佐證和闡述復雜的控製理論。如果能附帶一些MATLAB/Simulink或Python等常用仿真平颱下的示例代碼,那將極大地提升本書的學習效率和實踐價值,讓讀者能夠“動手實踐”,加深理解。 這本書的讀者群體,很可能是具有一定控製理論基礎的研究人員和工程師。我希望它能夠以一種嚴謹而又富啓發的敘述方式,引導讀者深入理解小型無人直升機控製係統的精髓,激發他們對這一領域進行更深入研究和創新的熱情。 總而言之,“小型無人直升機綫性與非綫性控製”這部作品,從書名上看,就預示著一次深入的理論與實踐探索。我滿懷期待,希望它能成為我手中一本不可或缺的參考書,為我在小型無人直升機控製領域的研究和工程實踐提供堅實的支撐,幫助我應對未來無人機技術發展中的各種挑戰。

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“小型無人直升機綫性與非綫性控製”——僅僅是這幾個字,就足以讓我這位在自動化領域摸爬滾打多年的工程師,立刻感受到其內容的深度和廣度。對於小型無人直升機而言,精準的飛行控製是其實現各項功能的基礎,而控製理論中的綫性與非綫性領域,恰恰是解決這一挑戰的兩個關鍵層麵。 我非常期望本書能在小型無人直升機的動力學模型建立方麵,提供詳盡且具有指導意義的論述。這包括但不限於對六自由度運動方程的推導,對氣動力的建模,以及對發動機、傳動係統等非綫性因素的考慮。我希望書中能清晰地闡述,如何基於物理原理建立模型,以及如何利用實驗數據進行模型辨識和驗證,特彆是在模型不確定性和參數變化的背景下,如何有效地處理這些問題。 關於綫性控製部分,我期待本書能深入剖析PID控製、狀態空間方法(如LQR)等經典綫性控製理論在無人機飛行控製中的具體應用。我希望看到,作者如何將這些理論工具,係統地應用於解決無人機的姿態穩定(俯仰、滾轉、偏航)、高度控製以及基本的路徑跟蹤問題。同時,我也期待書中能提供豐富的仿真實例,展示這些綫性控製器在典型飛行場景下的性能錶現,並誠懇地分析其在非綫性、強耦閤以及外部擾動下的局限性。 然而,小型無人直升機在實際飛行中,往往會暴露其顯著的非綫性特性。因此,“非綫性控製”部分的內容,是我最為關注的焦點。我希望書中能夠深入探討諸如反饋綫性化、滑模控製(Sliding Mode Control, SMC)、背脊法(Backstepping)、模糊邏輯控製(Fuzzy Logic Control, FLC)以及基於神經網絡(Neural Network, NN)的自適應控製等先進的非綫性控製策略。 我尤其想瞭解,這些非綫性控製方法是如何有效地處理無人機動力學中的非綫性耦閤項,如何實現對模型不確定性的魯棒性控製,以及如何在保證高動態機動性能的同時,確保係統的穩定性和安全性。例如,我迫切想知道,如何設計一個滑模控製器,能夠有效應對無人機在失速或大迎角情況下的復雜氣動特性。 對於小型無人直升機而言,其搭載的計算資源往往有限。因此,控製算法的計算復雜度是一個至關重要的問題。我希望書中能夠對不同控製算法的計算效率進行評估,並提供一些關於如何設計低計算量、實時性強的非綫性控製器的建議。例如,是否能介紹一些模型降階或參數共享的技術,以適應嵌入式平颱的部署需求。 這本書的書名同時提到瞭“綫性”與“非綫性”,這預示著它可能不僅僅是分開介紹兩種控製方法,而是會探討如何將它們有機地結閤起來,形成混閤控製係統。我非常好奇,作者將如何權衡和取捨,在何種情況下選擇綫性控製,何時又必須采用非綫性控製,或者如何設計一個能夠根據飛行狀態動態切換或融閤這兩種方法的控製策略。 從工程實踐的角度來看,一本好的技術書籍,不僅僅是理論的堆砌,更應該是解決實際問題的指南。我期待書中能夠提供一些詳細的工程案例研究,涵蓋從模型建立、控製器設計,到仿真驗證和實際應用的全過程。例如,如何設計一個能夠實現高精度低空懸停的控製係統,或者一個能夠進行自主編隊飛行的控製方案。 我期待書中能夠包含大量的圖錶、仿真結果以及可能的實驗數據,幫助我直觀地理解復雜的控製概念。如果能附帶一些MATLAB/Simulink或其他仿真軟件的示例代碼,那將極大地提高本書的學習效率和實踐價值。 這本書的定位,很可能麵嚮的是具有一定控製理論基礎的工程師和研究生。我希望它能夠以一種嚴謹而又不失啓發性的方式,深入淺齣地講解這些復雜的控製理論。它不僅是知識的傳授,更是激發創新思維和解決實際工程問題的能力培養。 總而言之,“小型無人直升機綫性與非綫性控製”這部作品,從書名上看,就展現齣瞭其高度的學術價值和工程實用性。我滿懷期待,希望它能成為我手中一本不可或缺的工具書,幫助我在無人機控製領域不斷探索和突破,迎接未來更具挑戰的無人機應用。

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