| 摘要 | 第13-15页 |
| Abstract | 第15-17页 |
| 第一章 绪论 | 第18-51页 |
| 1.1 研究背景 | 第18-34页 |
| 1.1.1 从历史与发展角度看无人机的长航时硬需求 | 第18-21页 |
| 1.1.2 以能量为中心的无人机总体设计新视角 | 第21-23页 |
| 1.1.3 从“对抗”到“利用”自然环境的无人机续航性能拓展新思路 | 第23-32页 |
| 1.1.4 从信天翁到长航时无人机的仿生学新愿景 | 第32-34页 |
| 1.2 无人机动态滑翔研究现状 | 第34-47页 |
| 1.2.1 动态滑翔机理研究 | 第34-35页 |
| 1.2.2 环境风场感知研究 | 第35-37页 |
| 1.2.3 动态滑翔航迹优化研究 | 第37-43页 |
| 1.2.4 动态滑翔航迹跟踪控制研究 | 第43-44页 |
| 1.2.5 风梯度与其它能源的联合利用方法研究 | 第44-47页 |
| 1.3 论文研究内容 | 第47-51页 |
| 1.3.1 论文解决的问题 | 第47-48页 |
| 1.3.2 论文研究内容与结构安排 | 第48-51页 |
| 第二章 无人机动力学建模与动态滑翔机理解析分析 | 第51-73页 |
| 2.1 风场模型 | 第51-56页 |
| 2.1.1 指数风场模型 | 第51-52页 |
| 2.1.2 对数风场模型 | 第52-54页 |
| 2.1.3 线性风场模型 | 第54页 |
| 2.1.4 风场模型比较 | 第54-56页 |
| 2.2 风场中的无人机运动方程 | 第56-65页 |
| 2.2.1 机体固连坐标系下的运动方程 | 第57-60页 |
| 2.2.2 气流航迹坐标系下的无人机运动方程 | 第60-62页 |
| 2.2.3 无人机运动方程比较与简化 | 第62-65页 |
| 2.3 无人机动态滑翔机理的解析分析 | 第65-69页 |
| 2.3.1 气流系中的获能机理解析分析 | 第65-66页 |
| 2.3.2 惯性系中的获能机理解析分析 | 第66-69页 |
| 2.4 无人机参数模型 | 第69-71页 |
| 2.4.1 信天翁模型参数 | 第69-70页 |
| 2.4.2 小型无人机模型参数 | 第70-71页 |
| 2.5 本章小节 | 第71-73页 |
| 第三章 基于Rayleigh环的动态滑翔导引与控制方法研究 | 第73-91页 |
| 3.1 自主动态滑翔仿真问题描述 | 第73-74页 |
| 3.2 基于风梯度能量获取的最优姿态角计算 | 第74-76页 |
| 3.3 纵向动态滑翔仿真 | 第76-78页 |
| 3.4 Rayleigh环动态滑翔仿真 | 第78-86页 |
| 3.4.1 导引与控制策略 | 第78-80页 |
| 3.4.2 朝不同方向的动态滑翔 | 第80-85页 |
| 3.4.3 运用动态滑翔进行大范围路径跟踪 | 第85-86页 |
| 3.5 风场估计方法研究 | 第86-90页 |
| 3.6 本章小节 | 第90-91页 |
| 第四章 航迹优化方法与动态滑翔机理的数值分析 | 第91-114页 |
| 4.1 基于直接配点法的航迹优化方法 | 第91-94页 |
| 4.1.1 最优控制问题的转化 | 第91-92页 |
| 4.1.2 终端约束条件 | 第92页 |
| 4.1.3 路径约束条件 | 第92-93页 |
| 4.1.4 优化目标函数 | 第93页 |
| 4.1.5 优化问题求解的软件环境 | 第93-94页 |
| 4.2 动态滑翔机理的数值分析 | 第94-102页 |
| 4.2.1 航迹优化方法的验证 | 第94-97页 |
| 4.2.2 气流系中的获能机理数值分析 | 第97-99页 |
| 4.2.3 惯性系中的获能机理数值分析 | 第99-101页 |
| 4.2.4 不同参考系下的获能机理之间的关系 | 第101-102页 |
| 4.3 动态滑翔机理的对比分析 | 第102-106页 |
| 4.4 基于最小平均控制输入的动态滑翔航迹优化 | 第106-113页 |
| 4.4.1 优化问题描述 | 第107-108页 |
| 4.4.2 圆形盘旋模式优化结果 | 第108-109页 |
| 4.4.3 基于动能定理的能量获取机理验证 | 第109-111页 |
| 4.4.4 行进模式优化结果 | 第111-113页 |
| 4.5 本章小节 | 第113-114页 |
| 第五章 无人机最优动态滑翔模式 | 第114-136页 |
| 5.1 最优动态滑翔模式推演过程 | 第114-117页 |
| 5.1.1 动态滑翔分段示意图 | 第114页 |
| 5.1.2 动态滑翔模式示意图 | 第114-116页 |
| 5.1.3 基于动态滑翔模式示意图的航迹优化 | 第116-117页 |
| 5.2 闭合动态滑翔模式 | 第117-122页 |
| 5.2.1 O形动态滑翔模式 | 第117-118页 |
| 5.2.2 8形动态滑翔模式 | 第118-121页 |
| 5.2.3 闭合动态滑翔模式的最小参考风速 | 第121-122页 |
| 5.3 行进动态滑翔模式 | 第122-132页 |
| 5.3.1 Ω形动态滑翔模式 | 第123-125页 |
| 5.3.2 α形动态滑翔模式 | 第125-127页 |
| 5.3.3 C形动态滑翔模式 | 第127页 |
| 5.3.4 S形动态滑翔模式 | 第127-130页 |
| 5.3.5 行进动态滑翔模式的最大行进速度 | 第130-132页 |
| 5.4 最优动态滑翔模式的文献总结与完备性验证 | 第132-134页 |
| 5.5 本章小节 | 第134-136页 |
| 第六章 无人机动态滑翔的可行风场条件 | 第136-154页 |
| 6.1 1/7指数风场对无人机最优动态滑翔的局限性 | 第136-139页 |
| 6.2 闭合动态滑翔模式的可行风场条件 | 第139-149页 |
| 6.2.1 最小和最大的可行的指数参数 | 第139-142页 |
| 6.2.2 可行风场条件的边界 | 第142-143页 |
| 6.2.3 基于翼尖-地面距离下限最大化的可行风场条件 | 第143-145页 |
| 6.2.4 可行风场条件对无人机模型参数的敏感性 | 第145-149页 |
| 6.3 行进动态滑翔模式的可行风场条件 | 第149-152页 |
| 6.3.1 逆风行进动态滑翔可行风场条件 | 第149页 |
| 6.3.2 基于最大行进速度的可行风场条件 | 第149-150页 |
| 6.3.3 不同行进方向的可行风场条件 | 第150-152页 |
| 6.4 本章小节 | 第152-154页 |
| 第七章 基于多能源综合利用的无人机航迹优化 | 第154-174页 |
| 7.1 太阳能与重力势能综合利用航迹优化 | 第154-167页 |
| 7.1.1 飞行策略描述 | 第154-157页 |
| 7.1.2 储能电池与飞行航迹联合优化方法 | 第157-164页 |
| 7.1.3 航迹优化结果分析 | 第164-167页 |
| 7.2 太阳能、重力势能与风梯度综合利用航迹优化 | 第167-172页 |
| 7.2.1 飞行策略描述 | 第167-168页 |
| 7.2.2 航迹优化问题数学描述与相关假设 | 第168-169页 |
| 7.2.3 航迹优化结果分析 | 第169-172页 |
| 7.3 本章小节 | 第172-174页 |
| 第八章 结论与展望 | 第174-178页 |
| 8.1 论文的研究工作总结 | 第174-176页 |
| 8.2 论文的主要创新点 | 第176-177页 |
| 8.3 下一步研究工作 | 第177-178页 |
| 致谢 | 第178-180页 |
| 参考文献 | 第180-193页 |
| 作者在学期间取得的学术成果 | 第193-195页 |
