無人飛行器梯度風滑翔建模與控制

本書深入分析了無人飛行器梯度風動態滑翔這一特殊飛行模式，
通過飛行器動力學建模、梯度風動態滑翔能量獲取機理分析、
航跡優化方法、梯度風能利用策略分析、梯度風動態滑翔系統的平衡穩定性分析、
風動態滑翔的優控制等，為無人飛行器利用梯度風能實現長航時和遠距離飛行提供了基本的設計思路和分析方法。

朱炳傑

2016年畢業於國防科技大學，獲航空宇航科學與技術專業博士學位。
現任國防科技大學空天科學學院講師，
主要從事無人飛行器總體設計、飛行器航跡優化與控制等方面的研究。
主持國家自然科學基金、湖南省自然科學基金、
航天基金等科研項目四項，發表學術論文20餘篇。

第1章 緒論
1．1 引言
1．1．1 無人飛行器的應用
1．1．2 梯度風滑翔的由來
1．1．3 梯度風滑翔的類型
1．2 國外梯度風滑翔研究綜述
1．2．1 梯度風場感知與建模綜述
1．2．2 梯度風滑翔機理與航跡優化研究綜述
1．2．3 梯度風動態滑翔機的設計和飛行實驗綜述
1．3 國內梯度風滑翔研究綜述

第2章 梯度風滑翔的運動機理和運動特性分析
2．1 自然界中適合梯度風動態滑翔的風場條件
2．1．1 大氣中適合梯度風動態滑翔的條件
2．1．2 風場建模
2．2 梯度風動態滑翔建模坐標系的選擇
2．3 無人飛行器的動力學建模
2．4 能量方程
2．5 梯度風動態滑翔航跡優化方法
2．6 梯度風動態滑翔中邊界問題分析
2．7 本章小結

第3章 梯度風動態滑翔的航跡方向范圍分析
3．1 梯度風動態滑翔航跡與能量獲取關係
3．1．1 梯度風動態滑翔航蹟的特點
3．1．2 梯度風動態滑翔航跡方向角分析
3．1．3 梯度風動態滑翔航蹟的分段分析
3．2 仿真分析與討論
3．2．1 優化問題的設置
3．2．2 優化問題的求解
3．3 典型切入角的分析
3．4 本章小結

第4章 基於航跡設計的梯度風能利用策略分析
4．1 梯度風動態滑翔中的任務規劃
4．2 建模與分析
4．3 梯度風動態滑翔的航跡邊界約束
4．4 關於遠距離與長航時的能量計算方法
4．4．1 長航時開環模式
4．4．2 長航時閉環模式
4．4．3 遠距離開環模式
4．5 梯度風動態滑翔過程中的非線性控制問題
4．6 三種模式下梯度風動態滑翔的相關特徵
4．7 本章小結

第5章 梯度風動態滑翔系統的平衡點
5．1 數學建模
5．2 平衡曲線方程
5．2．1 求解平衡方程
5．2．2 平衡曲線的存在性
5．3 平衡上升指標判據
5．3．1 最優升力係數
5．3．2 最小風梯度與環境因子
5．3．3 翼載荷
5．4 平衡曲線和能增紡錘體
5．5 本章小結
……

第6章 平衡曲線的穩定性與分岔
第7章 梯度風動態滑翔系統的平衡點和最優控制
第8章 總結與展望

參考文獻