微小型无人飞行器协同控制技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王玥 著

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• 控制技术
• 多机编队
• 算法
• 嵌入式系统
• 自主导航
• 机器人

店铺： 文轩网旗舰店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118090567

商品编码：1104570415

出版时间：2014-01-01

作  者:王玥 著作 定  价:68 出 版 社:国防工业出版社 出版日期:2014年01月01日 页  数:142 装  帧:平装 ISBN:9787118090567 王玥、关震宇、杨东晓、李大林等编著的这本《微小型无人飞行器协同控制技术》共分7章，具体内容包括：微小型无人飞行器概述；微小型无人飞行器协同控制技术的发展；微小型无人飞行器协同优化方法；微小型无人飞行器协同任务分配模型；微小型无人飞行器协同航迹规划；微小型无人飞行器集群作战研究；微小型无人飞行器协同任务和航迹评价方法。可以作为兵器、航空航天等国防科技领域工程技术人员及科研工作者的学习参考书，也可以作为相关专业的研究生教材。 ●第1章 微小型无人飞行器概述
●1.1 无人飞行器的发展历史
●1.1.1 从历史角度看无人飞行器的发展
●1.1.2 近代无人飞行器的发展
●1.2 无人飞行器的分类
●1.2.1 按特性分类
●1.2.2 按航行能力分类
●1.3 无人飞行器系统的关键技术
●1.4 无人飞行器的未来发展趋势
●第2章 微小型无人飞行器协同控制技术的发展
●2.1 协同控制简介
●2.2 协同控制技术发展
●2.2.1 协同控制技术的历史与现状
●2.2.2 协同控制技术的发展趋势
●第3章 微小型无人飞行器协同优化方法
●3.1 多目标优化问题的求解方法概述
●3.1.1 多智能体系统控制架构
●3.1.2 集中式任务分配方法
●3.1.3 分布式任务分配方法
●3.1.4 微小型无人飞行器协同控制优化方法简介
●部分目录

内容简介

王玥、关震宇、杨东晓、李大林等编著的这本《微小型无人飞行器协同控制技术》主要介绍了无人飞行器协同控制技术的发展，对协同优化方法的架构和具体算法进行了详细描述。在此基础上重点对无人飞行器协同任务分配模型和协同航迹规划模型进行论述，并对仿真方法和仿真结果进行了分析，对微小型无人飞行器集群作战方法进行了研究，*后对无人飞行器协同任务和航迹评价方法进行了讨论。《微小型无人飞行器协同控制技术》内容建立在多年相关领域教学和科研工作基础之上，是对巡飞器等多种微小型无人飞行器关键技术攻关和样机研制过程中的经验总结，对未来其他无人系统协同控制领域的研究具有很好的借鉴作用。
本书可以作为兵器、航空航天等国防科技领域工程技术人员及科研工作者的学习参考书，也可以作为相关专业的研究生教材。

探索太空深处的奥秘：行星际探测器设计与任务规划 书籍简介 本书旨在为读者提供一个全面、深入的视角，探索现代行星际探测器的设计原理、关键技术挑战以及复杂任务的规划与执行过程。本书聚焦于如何在极端且不可预测的深空环境中，确保探测器能够高效、可靠地完成科学目标。我们不会涉及任何关于微小型无人飞行器的技术或理论。 第一部分：行星际任务的科学驱动与任务概念设计 第一章：深空任务的科学目标与约束条件 行星际探测任务的核心驱动力源于人类对宇宙的好奇心和对基础科学问题的探索欲望。本章将首先概述当前天体物理学、行星科学和太阳系科学的前沿课题，这些课题直接决定了任务的科学目标，例如：寻找地外生命迹象、研究系外行星大气、绘制小行星带的物质构成、或对遥远星云进行光谱分析。 每一个科学目标都伴随着一系列严格的工程约束：有效载荷的选择（如高分辨率成像仪、质谱仪、磁力计等）决定了探测器所需的功耗、质量和数据传输速率。我们详细分析了如何根据科学价值来平衡任务的复杂性、预算限制以及发射窗口的限制，这构成了任务概念设计的基石。 第二章：任务轨道力学与导航基础 成功的行星际任务依赖于对牛顿万有引力定律的精确应用。本章深入探讨了轨道力学在深空任务中的核心地位。我们将从经典的两体问题入手，逐步扩展到多体摄动（特别是行星引力影响）下的轨道优化。 重点内容包括： 霍曼转移与高能转移轨道设计： 分析不同类型转移轨道的能量消耗（ΔV预算）和飞行时间之间的权衡。 引力弹弓效应（重力助推）： 详细解析利用行星引力场改变探测器速度和方向的原理、计算方法及其在节省燃料中的关键作用。 星际导航与轨道确定： 阐述深空导航的挑战，包括地心坐标系与星体坐标系的转换，以及如何利用深空网络（DSN）的测距和多普勒频移数据进行精确的轨道推算和修正。 第二部分：行星际探测器的系统工程与关键技术 第三章：航天器结构、热控与电源系统 行星际探测器必须能够在极端的温度变化（从接近太阳的炙热到遥远星际空间的极度寒冷）和高能辐射环境下保持结构完整性和功能稳定。 结构设计与抗振动分析： 探讨如何设计轻量化且能承受发射过程巨大过载和振动的结构框架，材料选择（如钛合金、碳纤维复合材料）的考量。 热控系统（TCS）： 详细介绍被动与主动热控技术。被动热控包括多层隔热组件（MLI）、热辐射器和热管技术。主动热控则侧重于流体回路和加热器的精密控制，以确保敏感电子设备和科学仪器的温度在操作范围内。 深空电源技术： 针对远离太阳的探测任务，本书着重分析了放射性同位素热电机（RTG）和放射性同位素加热单元（RHU）的工作原理、燃料安全规范及其功率输出的衰减模型。对于近日点任务，则探讨高效太阳能电池阵列的辐射硬化设计。 第四章：深空通信与数据管理 在数百万甚至数十亿公里之外进行实时或近实时的数据传输，是行星际任务中最具挑战性的工程问题之一。 深空通信链路设计： 分析自由空间损耗、噪声源（如宇宙背景辐射）以及如何通过高增益天线、低噪声放大器（LNA）和高功率发射机（HPA）来优化信噪比（SNR）。 编解码与抗错误技术： 详细讲解卷积码、里德-所罗门码等前向纠错（FEC）编码方案在深空通信中的应用，以克服信道中的随机错误和突发错误。 数据存储与回传策略： 探讨探测器 onboard 存储器的冗余设计、数据压缩算法（如无损和有损压缩）的选择，以及如何在有限的通信窗口内，根据科学优先级对数据进行分层回传。 第五章：机动、姿态控制与自主操作 深空探测器通常需要高度的自主性来应对地球与探测器之间固有的通信延迟。 推进系统选型与性能评估： 对比化学推进系统（如单组元、双组元燃料）和先进的电推进系统（如霍尔推力器、离子推进器）的推力、比冲（Isp）和系统效率，并分析其在不同任务阶段的应用。 姿态确定与控制系统（ADCS）： 阐述如何利用惯性测量单元（IMU）、星敏感器（Star Trackers）、太阳敏感器和陀螺仪来确定探测器的精确姿态。控制方面，重点讨论反作用轮、磁力矩器和微推进器的协同工作机制。 自主导航与故障诊断： 介绍基于地标识别、地形相对导航（TRN）的自主着陆技术。深入探讨软件定义的容错系统（Fault Tolerance System），包括软件看门狗、热重启程序和异常事件的自主决策逻辑。 第三部分：任务实施与数据分析 第六章：发射、星际巡航与近行星操作 任务的成功率在发射和进入目标行星轨道的关键阶段达到峰值。 发射载荷集成与验证： 描述航天器在地面环境下的集成、电磁兼容性（EMC）测试、以及在真空和振动环境下的环境测试流程。 星际巡航阶段的管理： 介绍在漫长巡航期内，系统健康监测（PHM）、定期软件更新和必要的轨道微调操作。 目标进入、下降与着陆（EDL）： 重点分析高难度着陆任务（如火星、土星卫星）中使用的气动减速（隔热罩、超音速降落伞）和末端精确制导技术。 第七章：科学数据处理与结果解释 探测器返回的海量原始数据需要经过严格的处理才能转化为有意义的科学发现。 数据预处理与校准流程： 描述如何消除传感器本身的系统误差、背景噪声和宇宙射线影响，以获得“干净”的科学数据。 仪器特异性处理： 针对成像数据（几何校正、辐射定标）和光谱数据（背景扣除、波长校准）的具体处理流程。 数据可视化与科学阐释： 探讨如何利用先进的计算机图形学和数据分析工具，将复杂的测量结果转化为可供科学界共享的直观模型和发现。 本书适合于航天工程、天体物理学、计算机科学及相关领域的高年级本科生、研究生，以及深空任务规划与设计领域的专业工程师参考阅读。它提供了一套完整的、从概念到实践的行星际探测器工程框架。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我感觉像是完成了一次从宏观概念到微观细节的全面“导览”。书中对于无人机感知与环境建模的部分，处理得尤为出色。不同于市面上许多只关注算法而忽略实际硬件限制的著作，本书深入探讨了传感器噪声、定位误差以及环境动态变化对协同任务的影响。比如，在介绍基于视觉的相对定位时，作者不仅给出了数学公式，还结合实际应用场景分析了光照变化和遮挡物对估计精度的影响，这种贴近工程实践的写作态度非常值得称赞。此外，书中关于故障诊断和容错控制的章节，也为构建高可靠性的无人机系统提供了坚实的理论基础，这在实际部署中是至关重要的考量因素。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排堪称教科书级别的典范。它没有一开始就陷入复杂的控制律推导，而是用了一个相当大的篇幅来铺垫“协同”的哲学和必要性，这对于初次接触该领域的读者非常友好。从群体行为学的角度引入，逐渐过渡到基于图论的稳定性分析，整个学习路径非常流畅。我特别喜欢它在讨论资源受限情况下的协同优化问题时，所采用的迭代逼近和近似解的策略，这体现了作者对实际工程可行性的深刻理解——毕竟在实时系统中，追求绝对最优往往是不现实的。书中的案例研究部分，虽然篇幅不长，但针对性极强，直击当前研究热点，令人意犹未尽。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字表达风格兼具学术的严谨性和技术的直观性，读起来既有深度又不失趣味。关于时间同步和事件触发控制的研究部分，是我认为这本书的亮点之一。作者巧妙地平衡了通信开销和控制性能之间的矛盾，提出了几种有效的异步协同机制。这些机制的描述非常细致，特别是对于如何设计有效的触发条件来保证闭环系统的全局稳定性，书中的证明过程清晰易懂，几乎没有模糊地带。对于需要进行系统集成和调试的工程师而言，这种精确的理论指导是无可替代的，它帮助我们理解“为什么”某个控制策略有效，而不是仅仅停留在“如何使用”的层面。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容涉及了非常广泛的领域，从基础的空气动力学原理到复杂的群体智能算法，再到实际的飞行器硬件设计与软件实现，可谓是面面俱到。我特别欣赏作者在处理多智能体系统中的通信协议和协同决策部分所展现出的深度。他们不仅清晰地阐述了各种拓扑结构对系统稳定性的影响，还详细对比了基于分布式优化和基于行为规则的控制策略的优劣。对于我这种正在研究无人机集群编队和任务分配的科研人员来说，书中的理论模型和仿真结果提供了极具价值的参考，尤其是关于非均匀环境下的鲁棒性控制设计，给我带来了不少启发。作者的叙述逻辑非常严谨，每一步推导都清晰可见，使得即便是涉及高深数学模型的章节，也相对容易理解和消化。

评分☆☆☆☆☆

我发现这本书在探讨群体智能算法与经典控制理论的融合方面，走在了前沿。它没有将强化学习等新兴技术视为孤立的工具，而是将其嵌入到传统的鲁棒控制框架中进行分析和设计。书中关于多智能体系统中的隐私保护和安全通信的章节，也体现了作者对未来发展趋势的洞察力。在描述分布式一致性算法时，作者使用了大量的状态图和流程图辅助说明，使得原本抽象的数学概念变得立体化、可视化。总而言之，这是一本内容丰富、理论扎实且兼顾工程实践的力作，它为深入研究该课题的专业人士提供了一份宝贵的知识地图。