杨一栋主编的《无人直升机着舰制导与控制》首先建立着舰运动坐标系，并给出坐标系间的相互转换方法，从而为舰的甲板运动及舰尾扰动模型的建立，为着舰制导系统的设计及地面仿真验证提供必要的物理基础。

在建立总体物理概念的基础上，作为核心内容，本书着重研究了三维着舰期望基准轨迹实时生成的数学表达式，在此基础上构建了对期望轨迹进行跟踪的制导系统结构。该三维着舰制导结构对本书其他各章的研究有指导意义。

舰载无人直升机已是现代水面舰艇作战系统不可缺少的组成部分，在未来战争中也将起着重要作用。舰载无人直升机的技术核心是设计与开发一种十分有效的制导系统，使直升机自主安全地降落在作六自由度运动、着舰空间又十分有限的舰船甲板上。为开发这一着舰制导与控制技术，杨一栋主编的《无人直升机着舰制导与控制》在描述物理概念的基础上，着重研究进场着舰的基准期望轨迹，着舰制导与控制的总体结构配置，以及制导与飞控系统的设计与工程应用开发。

《无人直升机着舰制导与控制》主要内容为：无人直升机进场与着舰坐标体系的建立与着舰环境建模；无人直升机进场着舰制导系统三维期望轨迹的生成及相应的结构配置；基于视线的进场阶段制导系统开发设计；具有自主起降功能的着舰阶段制导系统设计；具有甲板运动预估的着舰阶段制导系统设计；无人直升机自动降落在运动体上的轨迹优化设计；制导系统及飞控系统的经典设计与现代控制设计方法；无人直升机飞行控制系统软硬件开发与技术实现。

本书广泛地吸取了国外有关文献资料及南京航空航天大学直升机飞控研究团队的研究成果，可供从事这一研究领域的学者、工程人员借鉴与参考，亦可作为“导航、制导与控制”学科的研究生辅助教材。

第一章 绪论

 1.1 舰载无人机在现代海战中的应用

 1.2 当前国内外舰载无人直升机发展情况

 1.3 舰载无人直升机关键技术

 1.4 舰载无人直升机回收精确导引技术

 1.5 本书主要内容

第二章 无人直升机着舰坐标体系及着舰环境

 2.1 无人机着舰的坐标系及其转换

2.1.1 地球坐标系oe—xeyeze

2.1.2 地面坐标系OE—XEYEZE

2.1.3 地理坐标

2.1.4 机体及舰体坐标系O—XBYBZB

2.1.5 机体坐标系O—XBYBZB及地面坐标系OE—XEYEZE之间的关系

2.1.6 速度坐标系Oa—XaYaZa

2.1.7 地理坐标与地面坐标的转换

2.1.8 大圆航线及大圆导航

2.1.9 三维空间坐标系之间的转换

 2.2 无人直升机的着舰环境

2.2.1 舰船甲板运动

2.2.2 大气紊流干扰

2.2.3 地面效应建模

第三章 无人直升机进场着舰制导系统总体结构

 3.1 无人直升机三维基准轨迹的生成

3.1.1 直升机及舰在不同坐标系申的运动轨迹

3.1.2 无人直升机三维期望基准轨迹表达式

3.1.3 基于着舰点的三維期望轨迹的生成

 3.2 无人直升机进场着舰三维制导系统结构

 3.3 直升机着舰制导系统性能指标

第四章 基于视线的无人直升机进场制导系统

 4.1 引言

 4.2 有人操纵的直升机着舰过程

 4.3 无人直升机进场基准轨迹的描述

 4.4 无人直升机进场航迹的生成与平滑

4.4.1 航路点的生成

4.4.2 航路点的平滑

 4.5 基于视线法的无人直升机制导系统

4.5.1 视线制导原理

4.5.2 路径点的切换

 4.6 基于视线的无人直升机进场制导系统结构配置

4.6.1 航向制导系统

4.6.2 速度控制系统

4.6.3 高度控制

 4.7 无人直升机进场轨迹跟踪仿真验证

第五章 直升机起降自主飞行制导系统

 5.1 引言

 5.2 制导系统的一般结构

 5.3 直升机舰上起飞过程及轨迹生成

5.3.1 起飞时ZE轴的轨迹生成

5.3.2 起飞时XE轴的轨迹生成

 5.4 直升机着舰过程及轨迹生成

5.4.1 返航进场阶段轨迹生成

5.4.2 降落段轨迹设计

 5.5 直升机起降自主飞行的仿真验证

5.5.1 LQR显模型飞控系统设计

5.5.2 自主起飞轨迹跟踪仿真

5.5.3 返航进场段轨迹跟踪仿真

5.5.4 着舰降落段轨迹跟踪仿真

第六章 具有甲板运动预估的无人直升机着舰制导系统

 6.1 引言

 6.2 着舰的规范要求

 6.3 着舰制导系统的组成

 6.4 甲板预估器的设计

6.4.1 确定模型阶数和参数

6.4.2 甲板运动预估算法

6.4.3 预估结果及分析

 6.5 下降着舰制导系统设计

6.5.1 等待阶段控制律设计

6.5.2 下降第一阶段控制律设计

6.5.3 下降第二阶段控制律设计

6.5.4 中断控制

 6.6 水平位置制导系统设计

 6.7 飞控系统设计

 6.8 下降着舰仿真与分析

6.8.1 未加舰尾流场扰动、阵风干扰和地面效应时的仿真验证

6.8.2 加入舰尾流场扰动、阵风干扰和地面效应干扰时的仿真验证

第七章 无人直升机降落在运动体上轨迹优化设计

 7.1 引言

 7.2 轨迹生成的优化设计

7.2.1 三次样条轨迹

7.2.2 运动方程

7.2.3 轨迹优化

 7.3 仿真

第八章 无人直升机飞控系统控制律经典设计

 8.1 引言

 8.2 无人直升机飞行控制系统结构

8.2.1 无人直升机纵横向姿态控制结构

8.2.2 无人直升机航向控制结构

8.2.3 高度通道控制结构

8.2.4 速度控制通道结构

8.2.5 悬停控制与轨迹跟踪控制结构

 8.3 无人直升机纵向通道控制律参数设计

8.3.1 纵向姿态控制系统控制律设计

8.3.2 纵向速度控制系统控制律设计

8.3.3 纵向位移控制系统控制律设计

 8.4 无人直升机横向通道控制律设计

8.4.1 横向姿态控制系统控制律设计

8.4.2 横向速度控制系统控制律设计

8.4.3 横向位移控制系统控制律设计

 8.5 无人直升机航向通道控制律设计

 8.6 总距通道控制律设计

 8.7 无人直升机轨迹跟踪控制仿真验证

第九章 直升机轨迹跟踪现代控制方法

 9.1 引言

 9.2 基于显模型的飞行轨迹跟踪控制系统设计

9.2.1 控制器设计

9.2.2 仿真与分析

 9.3 具有指令预估器的飞行轨迹跟踪控制系统设计

9.3.1 预估器设计

9.3.2 状态反馈控制器设计

9.3.3 仿真与分析

 9.4 基于反馈线性化的飞行轨迹控制系统设计

9.4.1 基于LQR的飞控系统镇定设计

9.4.2 基于反馈线性化的制导系统轨迹跟踪设计

9.4.3 仿真与分析

 9.5 三种不同飞行轨迹控制系统的鲁棒性能分析

 9.6 经典控制方法与最优控制方法的性能比较

第十章 无人直升机飞行控制系统实现技术

 10.1 引言

 10.2 基于DSP和单片机的双CPU无人直升机飞控系统总体方案

10.2.1 控制器性能需求

10.2.2 DSP+双口RAM+单片机的控制器架构设计及选型

10.2.3 飞控系统总体方案设计

10.2.4 传感器模块的选择

10.2.5 通信模块

10.2.6 执行机构

 10.3 飞控系统硬件设计

 10.4 飞控系统软件设计

 10.5 飞控系统软硬件测试过程与结果

附录A 无人直升机动力学模型

 A.1 无人直升机运动方程

 A.2 无人直升机小扰动线性化数学模型

 A.3 无人直升机动力学特性分析

参考文献