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| 內容簡介： |
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本书是“十四五”国家重点图片出版规划项目“临近空间低速飞行器技术丛书”之一，系统分析了临近空间的应用价值、临近空间飞艇的特征优势及应用场景，提炼出临近空间飞艇昼夜循环驻空过程中外界热辐射环境变化下氦气“超热/超冷”引发的浮力囊体安全压力成形浮力保持的核心关键基础问题。本书结合总体技术解决途径将国内外临近空间飞艇科学分类为抗压技术体制和调压技术体制两大类，剖析了临近空间飞艇的环境、被控对象、控制设计及控制目标等一般特点及两类技术体制飞艇飞行控制独特的难点，进而完整论述了其动力学与热力学耦合建模、飞行控制设计、航线巡航与区域驻留典型模式下飞行控制和长航时能力评估仿真、低空缩比飞行试验验证平台设计及实飞试验等过程。本书研究对象基本覆盖国内外现有临近空间飞艇主流技术体制，内容涉及建模、控制、仿真与试验验证等全流程理论与工程技术方法，是一本专业性、指导性较强的著作，具有鲜明的临近空间低速飞行器技术特等
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| 目錄：
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第1章 绪论
1.1 临近空间应用价值
1.2 临近空间飞艇特征优势及应用场景
1.3 临近空间飞艇分类
1.4 临近空间飞艇控制问题
1.4.1 控制问题分析
1.4.2 特点与难点分析
1.5 临近空间飞艇相关研究现状
1.5.1 抗压体制临近空间飞艇
1.5.2 调压体制临近空间飞艇
1.5.3 临近空间飞艇建模、飞行控制与试验
1.6 小结
第2章 抗压体制临近空间飞艇动力学建模
2.1 基本假设
2.2 坐标系建立和运动自由度确定
2.2.1 坐标系建立
2.2.2 桁架运动描述
2.2.3 囊体运动描述
2.2.4 运动自由度确定
2.3 基于第二类拉格朗日方程建立临近空间飞艇动力学模型
2.3.1 基本原理
2.3.2 飞艇动能和势能计算
2.3.3 飞艇所受的非保守广义力
2.3.4 动力学模型
2.4 运动特性仿真
2.4.1 随风飘运动仿真
2.4.2 最大恒定前向推力下运动仿真
2.4.3 运动特性分析
2.5 小结
第3章 抗压体制临近空间飞艇控制律设计与仿真
3.1 路径跟踪控制问题描述
3.2 基于确定性模型的路径跟踪控制律设计
3.2.1 控制量选取
3.2.2 跟踪误差导数计算
3.2.3 路径跟踪控制律设计
3.2.4 螺旋桨推力确定
3.3 含模型不确定性的鲁棒自适应路径跟踪控制设计
3.3.1 含模型不确定性的飞艇动力学方程
3.3.2 基于观测器的鲁棒自适应路径跟踪控制律设计和
闭环稳定性分析
3.4 鲁棒自适应闭环控制数值仿真
3.4.1 航线巡航控制模式闭环仿真
3.4.2 区域驻留控制模式闭环仿真
3.5 小结
第4章 调压体制临近空间飞艇力热耦合建模
4.1 基本假设
4.2 动力学建模
4.2.1 坐标系建立
4.2.2 运动学模型
4.2.3 飞艇受力分析
4.2.4 动力学模型
4.3 热力学建模
4.3.1 地气红外辐射模型
4.3.2 太阳辐射模型
4.3.3 蒙皮热力学模型
4.3.4 氦气热力学模型
4.3.5 氦气泄漏模型
4.4 动力学与热力学耦合模型
4.5 力热耦合运动特性仿真
4.5.1 随风飘力热耦合运动仿真
4.5.2 最大恒定前向推力下力热耦合运动仿真
4.5.3 力热耦合运动特性分析
4.5.4 长航时能力评估仿真
4.6 小结
第5章 调压体制临近空间飞艇运动和压力耦合控制设计与仿真
5.1 路径跟踪控制问题描述
5.2 路径跟踪控制律设计
5.2.1 位置跟踪误差及其导数
5.2.2 复合速度的定义及其物理含义
5.2.3 期望纵横向速度的确定
5.2.4 路径跟踪非线性预测控制律设计
5.2.5 螺旋桨推力确定
5.3 内外囊体压力安全循环调节
5.4 运动与压力耦合闭环控制数值仿真
5.4.1 航线巡航力热耦合路径跟踪控制仿真
5.4.2 区域驻留力热耦合路径跟踪控制仿真
5.4.3 长航时能力评估仿真
5.5 小结
第6章 低空缩比飞行控制试验验证
6.1 低空缩比飞行试验验证平台相似性设计
6.1.1 单值性条件
6.1.2 相似准则推导
6.1.3 相似准则数选取
6.1.4 相似指标分析
6.1.5 缩比参数计算
6.2 低空缩比飞行试验验证平台
6.2.1 组成及功能
6.2.2 临近空间大气环境耦合平台驻空高度影响模拟
6.2.3 实物样机
6.3 低空飞行控制试验及数据分析
6.3.1 试验基本过程
6.3.2 试验数据获取
6.3.3 试验数据分析
6.4 小结
参考文献
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