本书共分为9部分内容，主要包括：飞行力学、导航组件、飞行仿真系统、串列旋翼直升机控制、无人飞行器系统等，从飞行控制系统所必需的飞行机械和导航模块的基础开始，通过图和图形编程示例阐述了传感器功能设计的细节，还介绍了无人驾驶飞行系统的发展现状。

目 录 1 引言 1 预备知识 1 书刊重点 1 章节结构 2 2 飞行力学 3 2.1 基础飞行系统 3 2.2 稳态直线飞行 3 2.3 起飞动作 8 2.4 滑翔机设计 9 2.5 飞行器故障 9 3 导航组件 13 3.1 磁航向感知 13 3.2 加速度传感器 20 3.3 全球定位系统 26 3.4 综合导航系统 40 4 飞行仿真系统 43 4.1 飞行软件与架构 43 4.2 C130飞机模拟器 46 4.3 飞机性能的飞行确定 48 4.4 试验装置 52 5 串列旋翼直升机控制 55 5.1 控制系统基础 55 5.2 串列旋翼模型 59 5.3 PID控制方案 63 5.4 高程控制分析 65 5.4.1 高程控制 65 5.4.2 高程控制器设计 77 5.5 高程向扰动控制 82 5.6 俯仰控制分析 86 5.6.1 俯仰控制 86 5.6.2 俯仰控制器设计 87 5.7 行程控制 88 5.7.1 行程位置控制 88 5.7.2 行程位置控制器设计 89 5.8 行程率控制分析 91 5.8.1 行程率控制 91 5.8.2 行程率控制器设计 92 5.9 3自由度直升机控制系统 95 5.10 实时控制实现 98 6 无人飞行器系统 109 6.1 自动驾驶仪 109 6.2 机器视觉载荷 111 6.3 遥测 114 6.4 地面控制站 116 6.5 无人木质飞机 117 7 旋翼飞行器 119 7.1 四旋翼模型 119 7.1.1 与地面平行的悬停物 119 7.1.2 高度控制 121 7.2 状态空间控制方法 121 7.3 高度LQR控制器 125 7.4 高度控制结果 126 7.5 四旋翼直升机控制 127 7.6 LQR控制技术 130 7.6.1 可控性与可观察性 130 7.6.2 改进的LQR控制 133 7.6.3 阈值 136 7.7 四旋翼直升机计算 138 7.8 多功能四旋翼直升机 147 8 飞行仪器采集 155 8.1 惯性导航系统 155 8.2 惯导硬件界面 156 8.3 传感器信息采集 157 8.4 人机界面发展 162 8.4.1 内部计算 162 8.4.2 主要功能模块 162 8.4.3 输入配置 165 8.5 机器人导航传感器 168 8.5.1 分组信号 172 8.5.2 GPS接收信号 175 8.6 IMU数据获取 183 8.7 IMU三维模型获取 190 8.7.1 VRML模型 190 8.7.2 IMU模型高度控制 193 9目前和未来发展 199 9.1 太阳能无人机 199 9.1.1 太阳能驱动方法学 200 9.1.2 风洞模型 201 9.1.3 飞行系统 202 9.1.4 长航时无人机飞行 203 9.2 风力能源 203 9.3 燃料电池技术 205 9.4 垂直起降空中飞行器 207 9.5 新隐形技术 210 9.6 空中系统进展 211 附录 A: Labview 函数 213 附录 B: 三角学图形程序设计 227 附录C: 问题 231 参考文献 237 索引 239 目 录 1 引言 1 预备知识 1 书刊重点 1 章节结构 2 2 飞行力学 3 2.1 基础飞行系统 3 2.2 稳态直线飞行 3 2.3 起飞动作 8 2.4 滑翔机设计 9 2.5 飞行器故障 9 3 导航组件 13 3.1 磁航向感知 13 3.2 加速度传感器 20 3.3 全球定位系统 26 3.4 综合导航系统 40 4 飞行仿真系统 43 4.1 飞行软件与架构 43 4.2 C130飞机模拟器 46 4.3 飞机性能的飞行确定 48 4.4 试验装置 52 5 串列旋翼直升机控制 55 5.1 控制系统基础 55 5.2 串列旋翼模型 59 5.3 PID控制方案 63 5.4 高程控制分析 65 5.4.1 高程控制 65 5.4.2 高程控制器设计 77 5.5 高程向扰动控制 82 5.6 俯仰控制分析 86 5.6.1 俯仰控制 86 5.6.2 俯仰控制器设计 87 5.7 行程控制 88 5.7.1 行程位置控制 88 5.7.2 行程位置控制器设计 89 5.8 行程率控制分析 91 5.8.1 行程率控制 91 5.8.2 行程率控制器设计 92 5.9 3自由度直升机控制系统 95 5.10 实时控制实现 98 6 无人飞行器系统 109 6.1 自动驾驶仪 109 6.2 机器视觉载荷 111 6.3 遥测 114 6.4 地面控制站 116 6.5 无人木质飞机 117 7 旋翼飞行器 119 7.1 四旋翼模型 119 7.1.1 与地面平行的悬停物 119 7.1.2 高度控制 121 7.2 状态空间控制方法 121 7.3 高度LQR控制器 125 7.4 高度控制结果 126 7.5 四旋翼直升机控制 127 7.6 LQR控制技术 130 7.6.1 可控性与可观察性 130 7.6.2 改进的LQR控制 133 7.6.3 阈值 136 7.7 四旋翼直升机计算 138 7.8 多功能四旋翼直升机 147 8 飞行仪器采集 155 8.1 惯性导航系统 155 8.2 惯导硬件界面 156 8.3 传感器信息采集 157 8.4 人机界面发展 162 8.4.1 内部计算 162 8.4.2 主要功能模块 162 8.4.3 输入配置 165 8.5 机器人导航传感器 168 8.5.1 分组信号 172 8.5.2 GPS接收信号 175 8.6 IMU数据获取 183 8.7 IMU三维模型获取 190 8.7.1 VRML模型 190 8.7.2 IMU模型高度控制 193 9目前和未来发展 199 9.1 太阳能无人机 199 9.1.1 太阳能驱动方法学 200 9.1.2 风洞模型 201 9.1.3 飞行系统 202 9.1.4 长航时无人机飞行 203 9.2 风力能源 203 9.3 燃料电池技术 205 9.4 垂直起降空中飞行器 207 9.5 新隐形技术 210 9.6 空中系统进展 211 附录 A: Labview 函数 213 附录 B: 三角学图形程序设计 227 附录C: 问题 231 参考文献 237 索引 239