無人機系統(tǒng)理論基礎
定 價:55 元
叢書名:職業(yè)教育無人機應用技術專業(yè)活頁式創(chuàng)新教材
本書作為無人機專業(yè)應用型人才培養(yǎng)的創(chuàng)新教材,主要講解了無人機系統(tǒng)相關的理論基礎知識。全書總共分為8個模塊、33個學習任務,內容包括無人機的基本認知、無人機空氣動力學、無人機飛行原理、無人機飛行控制原理、無人機導航原理、無人機通信原理、無人機地面站工作原理以及航空氣象。本書適用于無人機工程類、應用類以及航空飛行器類職業(yè)本科和高職高專教學,也可用于培訓類學校的無人機相關專業(yè)理論教學,還可供無人機愛好者作為參考資料使用。
《無人機系統(tǒng)理論基礎》是一本無人機專業(yè)的基礎教材,通過本書讀者可以了解無人機涉及的基本知識、基礎原理,可以為無人機相關專業(yè)學生、受訓人員的后續(xù)學習和工作打下堅實的基礎,也可以為無人機愛好者增加專業(yè)知識。
無人機是指無乘坐操作人員、有動力驅動、可重復使用、利用空氣動力承載飛行、可攜帶有效載荷、在遠程控制或自主規(guī)劃的情況下完成指定任務的航空器。近年來,受益于行業(yè)發(fā)展及國家政策的大力支持,我國民用無人機行業(yè)取得了高速發(fā)展,逐漸成為全球無人機行業(yè)的重要板塊之一。無人機行業(yè)屬于國家鼓勵發(fā)展的高技術產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),國家產(chǎn)業(yè)政策的大力支持為我國高端無人機產(chǎn)業(yè)確立了未來發(fā)展方向并營造了良好發(fā)展環(huán)境。近年來,工業(yè)和信息化部、民用航空局等政府部門發(fā)布了《關于促進和規(guī)范民用無人機制造業(yè)發(fā)展的指導意見》《推動民航新型基礎設施建設五年行動方案》等產(chǎn)業(yè)政策,明確了工業(yè)無人機作為國家戰(zhàn)略性高科技產(chǎn)業(yè)的定位,對無人機產(chǎn)業(yè)提出了明確的產(chǎn)值增速要求和企業(yè)技術實力要求。受益于無人機行業(yè)相關規(guī)范加速建立健全、無人機政策支持與探索發(fā)展工作加速推進,未來預計無人機產(chǎn)業(yè)將呈現(xiàn)良好發(fā)展趨勢。隨著集成制造的普及,無人機基礎零部件生產(chǎn)開始朝著小型化、低成本、低能耗的方向發(fā)展,制造成本不斷走低。同時,伴隨著人工智能、5G通信等新技術的逐步完善應用,無人機行業(yè)迎來新的發(fā)展機遇,行業(yè)在良好的發(fā)展環(huán)境下迅速增長,行業(yè)規(guī)模不斷擴大。數(shù)據(jù)顯示,我國民用無人機市場規(guī)模由2017年的79億元增至2020年的361億元,年均復合增長率為65.9%。新需求創(chuàng)造新供給,新供給產(chǎn)生新市場,新市場創(chuàng)造新就業(yè)。根據(jù)工業(yè)和信息化部印發(fā)的《關于促進和規(guī)范民用無人機制造業(yè)發(fā)展的指導意見》,到2025年,綜合考慮產(chǎn)業(yè)成熟度提升后的發(fā)展規(guī)律,我國民用無人機產(chǎn)業(yè)將由高速成長轉向逐步成熟,按照年均25%的增長率測算,到2025年民用無人機產(chǎn)值將達到1800億元。隨著無人機市場規(guī)模的擴大,我國對無人機從業(yè)人員的數(shù)量與質量的要求也水漲船高。特別是對于無人機駕駛員這一新興職業(yè),2019年,無人機駕駛員被納入《中華人民共和國職業(yè)分類大典》,成為一項新職業(yè)。根據(jù)人力資源和社會保障部同年發(fā)布的《新職業(yè)無人機駕駛員就業(yè)景氣現(xiàn)狀分析報告》,2019年無人機駕駛員的從業(yè)者總數(shù)有數(shù)十萬人,就業(yè)以影視航拍、農(nóng)林植保、電力巡檢、航空測繪四大領域為主,其相關從業(yè)人數(shù)超過總數(shù)的55%。國際數(shù)據(jù)公司提供的數(shù)據(jù)顯示,預計到2025年,無人機駕駛員人才需求量近100萬人。《無人機系統(tǒng)理論基礎》是一本無人機專業(yè)的基礎教材,通過本書讀者可以了解無人機涉及的基本知識、基礎原理,可以為無人機相關專業(yè)學生、受訓人員的后續(xù)學習和工作打下堅實的基礎,也可以為無人機愛好者增加專業(yè)知識。在本書的編寫過程中,作者參考和借鑒了眾多國內外相關文獻、資料,包括網(wǎng)絡資料及圖片等,在此謹向其作者表示真誠的謝意。本書如有錯誤及瑕疵,敬請各位專家和讀者批評指正。
前言模塊一 無人機的基本認知學習任務1 了解無人機的定義與發(fā)展歷史 ...002知識點1 無人機的定義 ...002知識點2 無人機的發(fā)展歷史 ...003拓展課堂 ...005學習任務2 了解無人機系統(tǒng)的組成 ...005知識點1 飛行平臺 ...006知識點2 動力系統(tǒng) ...010知識點3 飛控系統(tǒng) ...010知識點4 導航系統(tǒng) ...010知識點5 電氣系統(tǒng) ...011知識點6 數(shù)據(jù)鏈路 ...012知識點7 地面控制站 ...013知識點8 任務載荷 ...014知識點9 發(fā)射與回收系統(tǒng) ...015學習任務3 了解無人機的分類 ...020知識點1 按飛行平臺構型分類 ...021知識點2 按起飛重量分類 ...025知識點3 按活動半徑分類 ...026知識點4 按飛行高度分類 ...026知識點5 按用途分類 ...027拓展課堂 ...027學習任務4 了解無人機的應用 ...028知識點1 軍用無人機 ...028知識點2 民用無人機 ...031拓展課堂 ...035模塊二 無人機空氣動力學學習任務1 了解飛行大氣環(huán)境 ...037知識點1 大氣層劃分 ...037知識點2 大氣的物理特性 ...040知識點3 標準大氣 ...040知識點4 流場的概念 ...041學習任務2 了解空氣流動的基本規(guī)律 ...043知識點1 空氣流動模型 ...043知識點2 運動的轉換 ...044知識點3 連續(xù)性定理 ...045知識點4 伯努利定理 ...047拓展課堂 ...048學習任務3 了解升力和增升原理 ...048知識點1 升力產(chǎn)生的原理 ...049知識點2 迎角 ...050知識點3 升力公式 ...051知識點4 增升原理 ...052知識點5 增升裝置 ...052學習任務4 阻力和減阻措施 ...055知識點1 阻力公式 ...056知識點2 壓差阻力及減阻措施 ...056知識點3 摩擦阻力及減阻措施 ...057知識點4 干擾阻力及減阻措施 ...058知識點5 誘導阻力及減阻措施 ...059知識點6 激波阻力及減阻措施 ...061學習任務5 固定翼無人機空氣動力學 ...063知識點1 坐標系 ...063知識點2 升阻比 ...064知識點3 翼載荷 ...064知識點4 機翼的幾何參數(shù) ...064知識點5 翼型選擇 ...065拓展課堂 ...068學習任務6 旋翼無人機空氣動力學 ...069知識點1 無人直升機的組成 ...070知識點2 多旋翼無人機的組成 ...073知識點3 旋翼空氣動力學 ...076模塊三 無人機飛行原理學習任務1 飛機的平衡 ...081知識點1 平衡的定義 ...081知識點2 俯仰平衡 ...082知識點3 橫向平衡 ...084知識點4 方向平衡 ...085學習任務2 飛機的穩(wěn)定性 ...087知識點1 穩(wěn)定性的定義 ...087知識點2 俯仰(縱向)穩(wěn)定性 ...088知識點3 方向(航向)穩(wěn)定性 ...092知識點4 橫向(橫側)穩(wěn)定性 ...093學習任務3 飛機的操縱性 ...096知識點1 俯仰操縱性 ...096知識點2 方向操縱性 ...097知識點3 橫向操縱性 ...098拓展課堂 ...099學習任務4 無人機的飛行性能 ...099知識點1 平飛性能 ...100知識點2 爬升性能 ...101知識點3 下降性能 ...102知識點4 續(xù)航性能 ...102知識點5 活動半徑 ...103知識點6 起飛著陸性能 ...104模塊四 無人機飛行控制原理學習任務1 飛行控制系統(tǒng)概述 ...106知識點1 飛行控制系統(tǒng)的定義 ...107知識點2 飛行控制系統(tǒng)的基本功能 ...107拓展課堂 ...109學習任務2 飛行控制系統(tǒng)的基本原理 ...110知識點1 自動駕駛原理 ...110知識點2 飛控的工作過程 ...111學習任務3 飛行控制系統(tǒng)的硬件組成 ...112知識點1 處理器 ...112知識點2 通信接口 ...113知識點3 MEMS傳感器 ...115學習任務4 飛行控制系統(tǒng)的軟件 ...117知識點1 嵌入式操作系統(tǒng) ...117知識點2 飛控算法 ...118學習任務5 常用開源飛控 ...123知識點1 Arduino ...124知識點2 PX4和PIXHawk ...124知識點3 MWC ...126知識點4 DJI NAZA飛控 ...126知識點5 KK飛控 ...127知識點6 PPZ飛控 ...127模塊五 無人機導航原理學習任務1 導航技術概述 ...130知識點1 導航技術的發(fā)展 ...130知識點2 導航技術的分類 ...134知識點3 導航的基本手段 ...136學習任務2 衛(wèi)星導航技術原理 ...143知識點1 衛(wèi)星導航概述 ...143知識點2 GPS系統(tǒng)定位原理 ...145知識點3 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng) ...151拓展課堂 ...153學習任務3 組合導航和差分定位技術 ...154知識點1 組合導航 ...154知識點2 差分定位技術原理 ...156模塊六 無人機通信原理學習任務1 無人機通信需求及特點 ...160知識點1 無人機通信需求 ...161知識點2 無人機通信的特點 ...165學習任務2 無人機通信的分類 ...168知識點1 根據(jù)傳輸手段劃分 ...169知識點2 根據(jù)通信頻段劃分 ...174知識點3 根據(jù)通信距離劃分 ...176知識點4 按照其他方式劃分 ...178學習任務3 通信的基本原理 ...182知識點1 通信基本知識 ...183知識點2 通信的過程及構成要素 ...185知識點3 無人機數(shù)據(jù)鏈 ...185知識點4 無人機通信性能指標 ...186學習任務4 無人機通信設備及工作模式 ...189知識點1 通信設備 ...190知識點2 工作模式 ...195學習任務5 通信協(xié)議MavLink ...200知識點1 MavLink簡介 ...201知識點2 MavLink的優(yōu)勢 ...202知識點3 MavLink的信息結構 ...202知識點4 心跳包 ...204知識點5 全球定位信息 ...205知識點6 命令信息 ...206模塊七 無人機地面站工作原理學習任務1 地面站概述 ...209知識點1 地面站的定義 ...209知識點2 地面站的功能模塊 ...210知識點3 國內外地面站介紹 ...211學習任務2 地面站軟件 ...213知識點1 地面站軟件介紹 ...214知識點2 地面站軟件的發(fā)展趨勢 ...214知識點3 地面站軟件的功能 ...215學習任務3 地面站軟件的界面 ...218知識點1 地面站軟件總體結構 ...219知識點2 地面站軟件工作流程 ...221知識點3 界面設計 ...221學習任務4 地面站重要功能介紹 ...222知識點1 通信控制與數(shù)據(jù)處理 ...223知識點2 電子地圖 ...224知識點3 航跡規(guī)劃 ...225模塊八 航空氣象學習任務1 大氣成分與結構 ...227知識點1 大氣飛行環(huán)境 ...227知識點2 對流層 ...228知識點3 平流層 ...230知識點4 中間層 ...230知識點5 熱層 ...230知識點6 散逸層 ...230學習任務2 基本氣象要素對飛行性能的影響 ...231知識點1 氣溫 ...231知識點2 氣壓 ...233知識點3 濕度 ...234知識點4 風 ...235知識點5 能見度 ...238知識點6 雷暴 ...239知識點7 亂流 ...240知識點8 積冰 ...242知識點9 氣團和鋒 ...245拓展課堂 ...249參考文獻 ...251