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飞行器制导与控制原理


作者:
李元凯等
定价:
44.60 元
版面字数:
570千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
版次:
1
最新版次
印刷时间:
2024年
ISBN:
978-7-04-048988-0
物料号:
48988-00
出版时间:
2017-12-15
读者对象:
高等教育
一级分类:
电气/电子信息/自动化类
二级分类:
电气/自动化专业课
三级分类:
其他

本教材以导弹和航天器作为主要研究对象,同时面向未来临近空间飞行器,对精确制导飞行器的核心技术之一——制导与控制——的原理进行了系统介绍,主要内容涉及动力学模型、飞行控制与制导方法等方面。

全书共十章,主要包括飞行器制导控制系统概述、飞行器常用坐标系、导弹飞行动力学模型、导弹飞行控制和制导方法、航天器姿轨运动模型、航天器姿轨控制和相对运动控制、远程导弹和高超声速飞行器的制导与控制等内容。本书空天兼顾,由浅入深,既重视讲解基本概念和基础技术,又力求反映空天一体发展的新趋势和新成果。

本教材可作为高等学校探测制导与控制技术、航空航天工程等专业高年级本科生、研究生的教材,也可供相关专业技术人员参考。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第一章 飞行器制导控制系统概述
        • 1.1 目标和飞行环境
          • 1.1.1 目标的物理特性
            • 1.1.2 目标的电磁特性
              • 1.1.3 目标的干扰特性
                • 1.1.4 飞行环境特性
                • 1.2 精确制导飞行器
                  • 1.2.1 空基制导武器
                    • 1.2.2 天基制导武器
                      • 1.2.3 临近空间制导武器
                      • 1.3 导弹制导和控制系统
                        • 1.3.1 制导控制系统工作原理
                          • 1.3.2 制导性能指标
                            • 1.3.3 制导控制系统分类
                              • 1.3.4 制导控制系统构成
                              • 1.4 航天器飞行控制系统
                                • 1.4.1 轨道控制系统构成
                                  • 1.4.2 姿态控制系统构成
                                • 第二章 飞行器常用坐标系
                                  • 2.1 坐标系建立的一般原则
                                    • 2.2 导弹坐标系及变换
                                      • 2.2.1 导弹坐标系
                                        • 2.2.2 导弹坐标系变换
                                        • 2.3 航天器坐标系及变换
                                          • 2.3.1 航天器坐标系
                                            • 2.3.2 航天器坐标系变换
                                          • 第三章 导弹飞行动力学模型
                                            • 3.1 导弹所受空气作用力
                                              • 3.1.1 气动外形与总气动力
                                                • 3.1.2 升力和侧力
                                                  • 3.1.3 阻力
                                                  • 3.2 导弹所受空气作用力矩
                                                    • 3.2.1 总气动力矩
                                                      • 3.2.2 压心和焦点
                                                        • 3.2.3 俯仰力矩
                                                          • 3.2.4 偏航力矩
                                                            • 3.2.5 滚转力矩
                                                            • 3.3 导弹所受推力和重力
                                                              • 3.3.1 推力
                                                                • 3.3.2 重力
                                                                • 3.4 导弹动力学运动方程组
                                                                  • 3.4.1 动力学方程
                                                                    • 3.4.2 运动学方程
                                                                      • 3.4.3 其它约束方程
                                                                        • 3.4.4 导弹的一般运动方程组
                                                                        • 3.5 导弹运动的分解
                                                                          • 3.5.1 纵向运动和侧向运动
                                                                            • 3.5.2 铅垂面运动和水平面运动
                                                                            • 3.6 弹道与过载
                                                                              • 3.6.1 质心运动与弹道
                                                                                • 3.6.2 机动性与过载
                                                                              • 第四章 导弹飞行控制方法
                                                                                • 4.1 动态特性分析方法
                                                                                  • 4.1.1 导弹的扰动运动
                                                                                    • 4.1.2 线性化与系数冻结法
                                                                                      • 4.1.3 稳定性与操纵性
                                                                                      • 4.2 导弹动态特性分析
                                                                                        • 4.2.1 纵向动态特性分析
                                                                                          • 4.2.2 侧向动态特性分析
                                                                                          • 4.3 导弹运动的稳定控制
                                                                                            • 4.3.1 倾斜运动的稳定
                                                                                              • 4.3.2 俯仰运动的稳定
                                                                                              • 4.4 导弹运动控制系统
                                                                                                • 4.4.1 姿态控制系统
                                                                                                  • 4.4.2 高度和航向控制系统
                                                                                                • 第五章 导弹制导方法
                                                                                                  • 5.1 相对运动方程
                                                                                                    • 5.1.1 寻的制导的相对运动方程
                                                                                                      • 5.1.2 遥控制导的相对运动方程
                                                                                                      • 5.2 追踪法
                                                                                                        • 5.2.1 弹道方程
                                                                                                          • 5.2.2 命中时间
                                                                                                            • 5.2.3 法向过载
                                                                                                              • 5.2.4 允许攻击区
                                                                                                              • 5.3 平行接近法
                                                                                                                • 5.3.1 直线弹道的条件
                                                                                                                  • 5.3.2 法向过载
                                                                                                                  • 5.4 比例导引法
                                                                                                                    • 5.4.1 弹道特性
                                                                                                                      • 5.4.2 比例系数的选择
                                                                                                                        • 5.4.3 广义比例导引法
                                                                                                                        • 5.5 三点法
                                                                                                                          • 5.5.1 弹道方程
                                                                                                                            • 5.5.2 转弯速率
                                                                                                                              • 5.5.3 等法向加速度曲线
                                                                                                                                • 5.5.4 攻击禁区
                                                                                                                                • 5.6 前置量法
                                                                                                                                  • 5.6.1 弹道方程
                                                                                                                                    • 5.6.2 转弯速率
                                                                                                                                      • 5.6.3 半前置量法
                                                                                                                                    • 第六章 航天器姿轨运动模型
                                                                                                                                      • 6.1 轨道运动的基本定律
                                                                                                                                        • 6.1.1 开普勒定律
                                                                                                                                          • 6.1.2 牛顿运动定律
                                                                                                                                          • 6.2 二体问题与轨道运动方程
                                                                                                                                            • 6.2.1 N体问题
                                                                                                                                              • 6.2.2 二体运动方程
                                                                                                                                              • 6.3 航天器轨道描述
                                                                                                                                                • 6.3.1 轨道的几何描述
                                                                                                                                                  • 6.3.2 轨道根数描述
                                                                                                                                                  • 6.4 航天器的姿态运动方程
                                                                                                                                                    • 6.4.1 姿态运动学方程
                                                                                                                                                      • 6.4.2 姿态动力学方程
                                                                                                                                                      • 6.5 航天器的一般运动方程
                                                                                                                                                        • 6.5.1 六自由度运动方程
                                                                                                                                                          • 6.5.2 六自由度线性化运动方程
                                                                                                                                                          • 6.6 摄动问题
                                                                                                                                                            • 6.6.1 摄动力与轨道摄动
                                                                                                                                                              • 6.6.2 摄动力矩与姿态摄动
                                                                                                                                                            • 第七章 航天器姿轨控制
                                                                                                                                                              • 7.1 轨道保持
                                                                                                                                                                • 7.2 异面和共面轨道机动
                                                                                                                                                                  • 7.2.1 轨道机动的概念
                                                                                                                                                                    • 7.2.2 平面外的轨道机动
                                                                                                                                                                      • 7.2.3 平面内的轨道机动
                                                                                                                                                                      • 7.3 霍曼转移
                                                                                                                                                                        • 7.4 航天器的再入返回
                                                                                                                                                                          • 7.4.1 再入返回原理
                                                                                                                                                                            • 7.4.2 再入返回控制过程
                                                                                                                                                                              • 7.4.3 再入返回方式
                                                                                                                                                                              • 7.5 被动姿态稳定:自旋
                                                                                                                                                                                • 7.5.1 自旋航天器的稳定与章动
                                                                                                                                                                                  • 7.5.2 自旋航天器的章动阻尼
                                                                                                                                                                                  • 7.6 主动姿态稳定:喷气推力
                                                                                                                                                                                    • 7.6.1 喷气推力姿态稳定系统
                                                                                                                                                                                      • 7.6.2 喷气推力系统的非线性控制
                                                                                                                                                                                      • 7.7 自旋稳定航天器的喷气姿态机动
                                                                                                                                                                                      • 第八章 航天器相对运动控制
                                                                                                                                                                                        • 8.1 相对运动问题
                                                                                                                                                                                          • 8.1.1 航天器的空间交会
                                                                                                                                                                                            • 8.1.2 空间交会中的相对运动动力学与控制
                                                                                                                                                                                            • 8.2 近圆轨道相对运动模型
                                                                                                                                                                                              • 8.2.1 相对运动坐标系
                                                                                                                                                                                                • 8.2.2 近圆轨道的HCW方程
                                                                                                                                                                                                  • 8.2.3 HCW方程的解
                                                                                                                                                                                                  • 8.3 视线约束的脉冲推力制导
                                                                                                                                                                                                    • 8.3.1 最大视线角
                                                                                                                                                                                                      • 8.3.2 参考视线约束的多脉冲制导律
                                                                                                                                                                                                      • 8.4 非开普勒轨道相对运动的连续推力控制
                                                                                                                                                                                                        • 8.4.1 近圆轨道目标悬停控制
                                                                                                                                                                                                          • 8.4.2 最优滑模变结构控制
                                                                                                                                                                                                            • 8.4.3 动态逆最优控制
                                                                                                                                                                                                          • 第九章 远程导弹制导与控制
                                                                                                                                                                                                            • 9.1 远程导弹运动方程
                                                                                                                                                                                                              • 9.1.1 一般运动方程
                                                                                                                                                                                                                • 9.1.2 远程导弹弹道设计
                                                                                                                                                                                                                • 9.2 远程导弹制导方法
                                                                                                                                                                                                                  • 9.2.1 摄动制导法
                                                                                                                                                                                                                    • 9.2.2 显式制导法
                                                                                                                                                                                                                    • 9.3 远程导弹飞行稳定性与姿态控制
                                                                                                                                                                                                                      • 9.3.1 线性化姿态运动方程
                                                                                                                                                                                                                        • 9.3.2 刚性弹体姿态运动稳定
                                                                                                                                                                                                                          • 9.3.3 刚性弹体姿态运动控制
                                                                                                                                                                                                                        • 第十章 高超声速飞行器制导与控制
                                                                                                                                                                                                                          • 10.1 高超声速飞行器概述
                                                                                                                                                                                                                            • 10.1.1 再入高超声速飞行器
                                                                                                                                                                                                                              • 10.1.2 返回飞船
                                                                                                                                                                                                                                • 10.1.3 吸气式高超声速飞行器
                                                                                                                                                                                                                                  • 10.1.4 组合动力高超声速飞行器
                                                                                                                                                                                                                                  • 10.2 高超声速飞行器运动方程
                                                                                                                                                                                                                                    • 10.2.1 高超声速运动坐标系
                                                                                                                                                                                                                                      • 10.2.2 运动方程一般形式与计算方程
                                                                                                                                                                                                                                        • 10.2.3 运动方程组的简化
                                                                                                                                                                                                                                        • 10.3 高超声速飞行器轨迹优化与制导
                                                                                                                                                                                                                                          • 10.3.1 高超声速飞行器轨迹优化方法综述
                                                                                                                                                                                                                                            • 10.3.2 高超声速飞行器一般制导方法
                                                                                                                                                                                                                                            • 10.4 高超声速飞行器控制律
                                                                                                                                                                                                                                              • 10.4.1 高超声速飞行器控制律研究进展
                                                                                                                                                                                                                                                • 10.4.2 高超声速飞行器控制方法介绍
                                                                                                                                                                                                                                              • 参考文献

                                                                                                                                                                                                                                              相关图书