無人機仿真技術（簡體書）

隨著無人機技術的發展及規模化生產，無人機的應用範圍日益廣闊，對無人機專業人才的培養成為推動無人機產業持續發展的重要環節之一。本書可以作為高等院校無人機相關專業人才培養所需仿真技術方面的專業教材。在全書編撰過程中，編者力求能夠在本專業知識領域深入淺出，內容覆盞全面，使讀者按照全書編寫順序完成學習後，能掌握無人機系統基本結構及飛行原理，對多旋翼無人機進行三維建模，使用仿真系統進行飛行器參數配置，建立氣動模型和三維場景模型，利用飛控仿真系統模塊實現全方位模擬飛行，提升飛行器操控技能，能夠為以後從事無人機相關職業奠定一定的理論和實踐基礎。
本書集基礎性、前沿性、實用性為一體，在編寫中吸收了國內外同類仿真軟件的優點，將建立的多旋翼三維模型導入仿真系統，進行飛行器參數配置，實現無人機系統設計完整模型與仿真驗證。
全書共分為7章。第1章介紹無人機結構與飛行原理，著重介紹固定翼無人機、多旋翼無人機和無人直升機三類無人機的結構與飛行原理。第2章講解多旋翼無人機的總體參數設計及飛行平臺的設計，並以4旋翼無人機為例進行三維建模。第3章首先介紹無人機飛控系統的發展及基本任務，接著剖析飛控系統的組成模塊和軟件功能模塊。第4章重點介紹仿真中無人機姿態控制的PID控制原理與其方法。第5章對4旋翼無人機氣動模型仿真系統進行詳細的講解，通過學習掌握捆綁在一起的兩個軟件Plane Maker與X-Plane，可以讓用戶設計自己的飛機，甚至幾乎可以建造任何可以想象的飛機。第6章主要是遙控器調試及仿真飛行操作。第7章介紹地面站航線規劃。
本書在編寫過程中參閱了大量的相關文獻資料，在此向其作者表示衷心的感謝！
限於編者理論水平和實踐經驗，錯誤與不妥之處在所難免，懇請各位專家、讀者批評指正。

第1章 無人機結構與飛行原理
1．1 固定翼無人機結構與飛行原理
1．1．1 固定翼無人機主要組成部分
1．1．2 翼型
1．1．3 固定翼無人機飛行原理
1．2 多旋翼無人機結構及飛行原理
1．2．1 多旋翼無人機結構
1．2．2 遙控器的使用
1．2．3 4旋翼飛行器結構和飛行原理
1．2．4 旋翼飛行器的調試
1．2．5 基本操作要求和日常維護
1．3 無人直升機結構及飛行原理
1．3．1 無人直升機的結構
1．3．2 無人直升機的飛行原理
1．3．3 旋翼機的飛行原理

第2章 多旋翼無人機設計
2．1 總體參數設計
2．1．1 多旋翼各部分重量
2．1．2 整機功重比
2．1．3 鋰聚合物電池能量密度
2．1．4 載重、航時、總重相互關係計算
2．2 飛行平臺的設計
2．2．1 平臺氣動布局選擇（動力分攤）
2．2．2 動力組選型
2．2．3 平臺重要尺寸的確定
2．3 4旋翼無人機三維建模
2．3．1 SolidWorks建立簡易多旋翼無人機模型
2．3．2SolidWorks建模方式

第3章 無人機飛控系統
3．1 飛行控制系統
3．1．1 飛行控制系統的發展
3．1．2 飛行控制系統的基本任務
3．2 飛行控制系統的組成
3．2．1 測控系統主控模塊
3．2．2 傳感器
3．3 飛行控制軟件功能模塊
3．3．1 遙控遙測模塊
3．3．2 導航模塊
3．3．3 調度管理模塊

第4章 無人機飛控仿真
4．1 姿態解算
4．1．1 姿態表示方式
4．1．2 四元數
4．1．3 歐拉角
4．1．4 姿態解算
4．1．5 角位置關係測量
4．1．6 慣性測量模塊
4．1．7 四元數和歐拉角在姿態解算中如何使用
4．1．8 關於X-Plane模擬
4．2 人機姿態控制
4．2．1 PID控制原理和特點
4．2．2 PID控制方法
4．2．3 4旋翼中的PID

第5章 4旋翼無人機氣動模型仿真系統
5．1 X-Plane飛行模擬軟件介紹
5．1．1 安裝和設置
5．1．2 啟動界面
5．1．3 飛行感受
5．1．4 畫面
5．1．5 特殊仿真
5．2 Plane Maker基本功能介紹
5．2．1 Plane Maker簡介
5．2．2 平面制作器界面
5．3 無人機氣動模型仿真系統
5．3．1 飛行器參數配置，建立氣動模型
……
第6章 遙控器調試及仿真飛行操作
第7章 地面站航線規劃
參考文獻