无人机气象探测技术PDF电子书下载

第1章　概述 1

1.1　无人机及无人机系统 1

1.1.1 分类 2

1.1.2　无人机系统的性能 4

1.1.3　无人机的应用领域 6

1.2　无人机气象探测系统 8

1.2.1 组成 8

1.2.2　世界主要气象无人机 9

参考文献 12

第2章　无人机气象探测系统设计 14

2.1　设计要求与总体方案 15

2.1.1 无人机系统总体方案设计原则 15

2.1.2　无人机系统总体技术方案的确定 15

2.2　无人机平台 17

2.2.1　平台总体设计 18

2.2.2 结构 18

2.2.3 动力 20

2.2.4　导航控制 22

2.2.5　供电 28

2.3　有效载荷 29

2.3.1　温湿压测量系统 30

2.3.2　风参数测量 31

2.3.3　数据采集输出 34

2.4　数据链路 35

2.4.1　组成与功能要求 35

2.4.2　数据链路分类 36

2.4.3　数据链路选择与设计 36

2.5　地面站 37

2.5.1 结构组成 38

2.5.2　飞行线路规划与无人机状态显示 39

2.5.3　有效载荷数据解算与处理 40

参考文献 51

第3章　飞行控制技术 52

3.1 飞行控制基础建模 52

3.1.1 坐标系及其之间的转换 52

3.1.2　动力学与运动学方程 55

3.1.3　某小型无人机的参数设定 58

3.2　增益预置控制 59

3.2.1 控制原理与特点 59

3.2.2　控制器的设计 60

3.2.3 案例仿真与分析 63

3.3　非线性动态逆控制 70

3.3.1 控制原理与特点 70

3.3.2　控制方法的分类与比较 72

3.3.3 逆控制器的设计 73

3.3.4　案例仿真与分析 79

3.4　基于神经网络的动态逆控制 81

3.4.1　神经网络简介 82

3.4.2　控制器的设计 84

3.4.3　在线神经网络的构造 85

3.4.4　控制器闭环稳定性证明 87

3.4.5　案例仿真与分析 90

3.5　半实物飞行仿真系统 93

3.5.1 半实物飞行仿真的概念与特点 93

3.5.2　无人机半实物飞行仿真系统的典型结构 94

3.5.3 AP50半实物飞行仿真系统设计与实现 95

3.5.4　仿真实验与结果分析 100

参考文献 112

第4章　温湿压测量技术 114

4.1　温湿压测量要求 114

4.2　温湿压测量方法 115

4.2.1　温度测量 115

4.2.2　相对湿度测量 116

4.2.3　气压测量 118

4.3　温湿压组合测量技术 119

4.3.1　温湿压组合传感器 119

4.3.2　温湿压组件数据采集系统设计 122

4.3.3　温湿压组件测量数据处理与比对 122

4.4　温湿压测量误差 126

4.4.1　温度测量误差 126

4.4.2　相对湿度测量误差 126

4.4.3　气压测量误差 127

参考文献 127

第5章　测风技术 128

5.1　无人机测风方法 128

5.1.1　解析测风法 128

5.1.2　水平空速归零法 129

5.1.3　机动飞行法 129

5.2　水平飞行测风法 129

5.2.1 解算模型 129

5.2.2　误差源分析 132

5.2.3　误差影响仿真分析 135

5.2.4　误差校正 145

5.3　风场数据处理方法 155

5.3.1 自适应滤波算法 156

5.3.2　粒子滤波算法 160

参考文献 174

第6章　系统试验及应用 177

6.1　系统静态测试 177

6.1.1 测试内容 177

6.1.2　气温误差测试 177

6.1.3　湿度误差测试 178

6.1.4　气压误差测试 179

6.1.5　风速误差测试 180

6.2　系统飞行试验 181

6.2.1　系统飞行试验内容 181

6.2.2　气象探测对比试验 181

6.2.3　TF-1飞行试验 182

6.3　气象无人机应用 187

6.3.1 气象无人机在民用领域的应用 187

6.3.2　气象无人机军事应用 188

参考文献 189