《導彈控制原理》由三大部分組成:第一部分為導彈制導控制系統(tǒng)設計的基本理論;第二部分著重討論工程設計中遇到的實際問題;第三部分介紹導彈制導與控制技術的最新進展。為了便于讀者對講授內容的理解,主要章節(jié)中插入一些例題和實例,且在每章的最后列一出了若干思考問題,供復習之用。
《導彈控制原理》可作為探測、制導控制技術專業(yè)和飛行器設計專業(yè)本科生課程教材,以及導航、制導與控制專業(yè)研究生和相關專業(yè)領域工程技術人員參考用書。
探測、制導控制技術專業(yè)最新教材《導彈控制原理》,是在1993年和1997年西北工業(yè)大學出版的《導彈控制系統(tǒng)設計原理》的基礎上,匯集了近年來國內外最新研究成果,結合多年工程設計經(jīng)驗編寫完成的。本書可作為探測、制導控制技術專業(yè)和飛行器設計專業(yè)本科生教材,也可供相關專業(yè)研究生和工程設計人員作為學習之參考書籍。
全書分成三大部分13章內容。第一部分介紹導彈制導控制系統(tǒng)的設計基礎,涉及導彈制導控制系統(tǒng)設計方法、導彈制導控制系統(tǒng)設計的理論基礎、目標和環(huán)境特性、導彈的基本特性、導彈自動駕駛儀元部件、導彈飛行控制系統(tǒng)的設計與分析、導彈制導系統(tǒng)的設計與分析、地空導彈指令制導系統(tǒng)設計、空空導彈尋的制導系統(tǒng)設計等方面的內容;第二部分概要介紹了導彈制導控制系統(tǒng)工程設計中的一些關鍵技術問題,涉及導彈彈體動力學特性的穩(wěn)定、彈性彈體的控制問題、尋的制導系統(tǒng)導引頭/彈體運動耦合等方面;第三部分介紹了導彈靜不穩(wěn)定控制技術、大攻角飛行控制技術、推力矢量控制技術、直接力控制技術、傾斜轉彎控制技術和多模復合制導技術等現(xiàn)代制導控制技術。在主要章節(jié)中給出了例題和實例,且在每章的最后列出了習題及參考文獻,供復習和查詢相關資料之用。
本書要求讀者具有自動控制原理、導彈概論、飛行力學等有關課程的學習基礎。
全書由楊軍教授負責統(tǒng)稿。楊軍教授負責編寫第1章、第9至第13章,張曉峰博士負責編寫第2、3、4、8章,袁博博士負責編寫第7章,凡永華博士負責編寫第6章,朱學平博士負責編寫第5章,在本書成稿過程中,許濤博士、呂俊碩士、展建超碩士完成了大量的資料準備、書稿校對和繪圖工作,在此表示衷心感謝。
書中的很多研究成果是在航空、航天、兵器、電子等行業(yè)專業(yè)院所大力支持下獲得的,特別是得到了中國空空導彈研究院李治民、魯浩、馬文政、楊晨、段朝陽和賈曉洪等研究員的支持和幫助,在此一并致謝。
由衷感謝本專業(yè)前輩陳新海教授、周鳳岐教授和闕志宏教授的一貫支持和幫助。
本書涉及導彈制導控制技術領域的各個方面,提出的觀點難免偏頗,歡迎批評指正。
第1章 緒論
1.1 導彈控制的基本原理
1.2 制導系統(tǒng)的功用及組成
1.3 制導系統(tǒng)分類
1.4 制導控制系統(tǒng)的設計方法
1.5 對制導控制系統(tǒng)的基本要求
習題
參考文獻
第2章 制導控制系統(tǒng)設計的理論基礎
2.1 導彈制導控制系統(tǒng)面臨的理論問題
2.2 控制理論發(fā)展概況
2.3 經(jīng)典控制理論
2.4 現(xiàn)代控制理論
習題
參考文獻
第3章 導彈的基本特性
3.1 對導彈的基本要求
3.2 導彈運動方程組
3.3 導彈彈體動力學小擾動線性化模型
3.4 導彈彈體動態(tài)特性分析
習題
參考文獻
第4章 目標的特性和環(huán)境
4.1 目標的特性
4.2 目標的典型運動形式
4.3 目標的輻射特性及散射特性
4.4 干擾特性
4.5 空氣動力環(huán)境
習題
參考文獻
第5章 導彈制導控制系統(tǒng)元部件
5.1 導引頭
5.2 傳感系統(tǒng)
5.3 舵機及舵?zhèn)鲃訖C構
習題
參考文獻
第6章 導彈飛行控制系統(tǒng)分析與設計
6.1 傾斜運動穩(wěn)定與控制
6.2 法向過載控制系統(tǒng)
6.3 高度控制與航向控制
習題
參考文獻
第7章 導彈制導系統(tǒng)分析與設計
7.1 導彈制導系統(tǒng)設計
7.2 導引規(guī)律
7.3 導彈制導系統(tǒng)分析
習題
參考文獻
第8章 典型導彈制導系統(tǒng)分析
8.1 自主制導
8.2 遙控制導
8.3 自動尋的制導
8.4 復合制導
8.5 巡航導彈地形跟隨與地形規(guī)避技術
8.6 彈道導彈精確制導技術
習題
參考文獻
第9章 地空導彈指令制導系統(tǒng)分析實例
9.1 制導系統(tǒng)的組成及工作原理
9.2 制導系統(tǒng)各部分的傳遞函數(shù)
9.3 對制導回路的基本要求
9.4 制導回路串聯(lián)微積分校正網(wǎng)絡的作用
9.5 半前置點法的工程實現(xiàn)
9.6 制導回路非線性元件的作用
參考文獻
第10章 空空導彈尋的制導系統(tǒng)分析實例
10.1 引言
10.2 空空導彈制導控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
10.3 空空導彈制導系統(tǒng)解析分析方法
10.4 空空導彈制導系統(tǒng)仿真分析方法
參考文獻
第11章 工程中的實際問題
11.1 彈體動力學特性的穩(wěn)定問題
11.2 彈性彈體的控制問題
11.3 尋的制導系統(tǒng)導引頭/彈體運動的耦合問題
習題
參考文獻
第12章 導彈先進控制技術
12.1 靜不穩(wěn)定導彈控制技術
12.2 大攻角飛行控制技術
12.3 推力矢量控制技術
12.4 傾斜轉彎控制技術
12.5 直接力控制技術
習題
參考文獻
第13章 導彈先進制導技術
13.1 傾斜轉彎導彈中制導技術
13.2 導彈多模制導技術
習題
參考文獻
1.1.4導彈控制系統(tǒng)的組成
導彈控制系統(tǒng)一般由穩(wěn)定控制系統(tǒng)、制導系統(tǒng)和速度控制系統(tǒng)組成。
。1)穩(wěn)定控制系統(tǒng)是一組安裝在導彈上的裝置,通過改變導彈的角位置或角運動,實現(xiàn)對導彈運動參數(shù)的穩(wěn)定和控制。典型的穩(wěn)定控制系統(tǒng)包括法向過載控制系統(tǒng)、姿態(tài)角穩(wěn)定系統(tǒng)等。
。2)制導系統(tǒng)是一組裝置,它給出導彈質心的運動規(guī)律,并用改變法向控制力的方法來保證按此規(guī)律飛行。所謂制導就是利用法向力控制導彈的質心運動。為了實現(xiàn)制導,必須改變導彈的矢量方向,因為空間中的矢量方向由兩個坐標確定,所以制導系統(tǒng)要由兩個通道組成。制導系統(tǒng)裝置的一部分可以裝在導彈上,另一部分可以裝在導彈以外,如地面、艦艇或飛機上等。
(3)速度控制系統(tǒng)是一組裝置,它用改變切向控制力的方法保證飛行速度所需的變化規(guī)律,在通常情況下,戰(zhàn)術導彈制導不需要速度控制,所以大多數(shù)戰(zhàn)術導彈控制系統(tǒng)中都不包括該系統(tǒng)。必須指出,通過引人速度控制系統(tǒng)來改善導彈的制導性能越來越引起導彈設計師的重視,速度控制系統(tǒng)已經(jīng)開始在一些高性能導彈設計中得到了應用,如在現(xiàn)代導彈中使用的多脈沖發(fā)動機控制技術。根據(jù)用于控制的信息源,速度控制系統(tǒng)可分為兩種類型。在自主式系統(tǒng)中,速度控制系統(tǒng)中的所有裝置都裝在導彈上,并在飛行過程中,從外部得不到任何信息。在遙控系統(tǒng)中,彈上設備從外部(如制導站)獲得信息。