本書是一本適用于高等學校航空航天工程類專業(yè)本科生的教材,系統(tǒng)闡述了導彈制導控制系統(tǒng)設(shè)計理論和方法。全書共10章,主要內(nèi)容為導彈的基本概念、系統(tǒng)組成及制導控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,導彈的數(shù)學模型,制導系統(tǒng)的基本原理、自尋的制導系統(tǒng)、遙控制導系統(tǒng)、自主制導系統(tǒng)及各自對應(yīng)的制導律,導彈控制系統(tǒng)的基本原理、控制模型建立、控制特性分析及要求、經(jīng)典控制設(shè)計方法及現(xiàn)代控制設(shè)計方法等內(nèi)容。本書注重理論聯(lián)系實際,結(jié)合實際科研工作,提供了大量的仿真與分析,便于讀者理解
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2001.09-2005.07 哈爾濱工業(yè)大學 飛行器設(shè)計與工程 工學學士
2005.09-2010.07 哈爾濱工業(yè)大學 飛行器設(shè)計 工學博士(本博連讀)2021.12 - 至今 哈爾濱工業(yè)大學 教 授
2015.12 - 2021.11 哈爾濱工業(yè)大學 副教授
2013.06 - 2015.11 哈爾濱工業(yè)大學 講師
2010.12 - 2012.12 韓國延世大學 博士后制導與控制研究方向為飛行器控制、人工智能理論及應(yīng)用、先進制導與彈道優(yōu)化等。共發(fā)表學術(shù)論文90余篇,其中SCI論文42篇(JCRⅠ區(qū)20篇)、EI論文38篇,主編工信部規(guī)劃教材《導彈制導控制系統(tǒng)設(shè)計》(科學出版社),副主編國家規(guī)劃教材各1部。獲授權(quán)國家發(fā)明專利51項(第一發(fā)明人40項),獲部委技術(shù)發(fā)明二等獎1項(排1)、科技進步三等獎2項(排1、排3)。中國空間科學學會空間機電與空間光學專業(yè)委員會委員
中國指揮與控制學會青工委常務(wù)委員
中國臨近空間與空天飛行器控制會議青工委委員
中國宇航學會高級會員
中國自動化學會高級會員
中國人工智能學會會員
目錄
叢書序
前言
第1章 緒論 001
1.1 導彈概述 001
1.2 導彈系統(tǒng)組成 002
1.3 導彈制導方法概述 003
1.3.1 制導體制 004
1.3.2 制導律 004
1.4 導彈控制方法概述 005
1.4.1 經(jīng)典控制方法 006
1.4.2 現(xiàn)代控制方法 006
參考文獻 008
第2章 導彈數(shù)學模型建立與分析 010
2.1 坐標系定義及轉(zhuǎn)換關(guān)系 010
2.1.1 坐標系定義 010
2.1.2 坐標系轉(zhuǎn)換 011
2.2 導彈所受作用力與作用力矩 016
2.2.1 作用在導彈上的總空氣動力 016
2.2.2 作用在導彈上的空氣動力矩 020
2.2.3 作用在導彈上的推力及力矩 031
2.2.4 作用在導彈上的重力 032
2.3 導彈動力學與運動學方程 033
2.3.1 建立在彈道坐標系下的導彈運動方程組 033
2.3.2 建立在速度坐標系下的導彈運動方程組 040
2.3.3 兩種坐標系下運動方程組特性分析及應(yīng)用場景 044
2.4 本章要點 044
2.5 思考題 045
參考文獻 045
第3章 導彈制導系統(tǒng)原理 046
3.1 制導系統(tǒng)的功能及組成 046
3.2 制導系統(tǒng)的分類 047
3.2.1 自主式制導系統(tǒng) 048
3.2.2 自尋的制導系統(tǒng) 051
3.2.3 遙控制導系統(tǒng) 052
3.2.4 復合制導 054
3.3 對制導系統(tǒng)的基本要求 055
3.3.1 制導精度 055
3.3.2 對目標的分辨率 055
3.3.3 反應(yīng)時間 056
3.3.4 控制容量 056
3.3.5 抗干擾能力和生存能力 056
3.3.6 可靠性和可維修性 057
3.4 本章要點 057
3.5 思考題 057
第4章 自尋的制導系統(tǒng) 058
4.1 自尋的引導方法和導彈的彈道 058
4.1.1 追蹤法 059
4.1.2 固定前置角法 061
4.1.3 平行接近法 062
4.1.4 比例接近法 065
4.1.5 自導引導彈的實際彈道 069
4.2 導引頭的基本工作原理 070
4.2.1 雷達導引頭的分類 070
4.2.2 導引頭的一般組成 074
4.2.3 對導引頭的基本要求 075
4.3 自導引制導回路和制導誤差 077
4.3.1 自導引制導回路 077
4.3.2 雷達自導引系統(tǒng)的制導誤差 084
4.4 本章要點 087
4.5 思考題 087
第5章 遙控制導系統(tǒng) 088
5.1 遙控制導導引規(guī)律和彈道 088
5.1.1 遙控制導的相對運動方程 088
5.1.2 遙控制導的導引方程 089
5.1.3 三點法 090
5.1.4 前置點法 094
5.1.5 遙控制導彈道 097
5.2 遙控指令制導 098
5.2.1 遙控指令制導的類型 098
5.2.2 引導指令形成原理 101
5.2.3 引導指令的發(fā)射和接收 106
5.3 波束制導 111
5.3.1 雷達波束制導 111
5.3.2 激光波束制導 114
5.4 遙控制導回路和制導誤差 119
5.4.1 遙控制導回路 120
5.4.2 制導誤差和命中概率 124
5.5 本章要點 127
5.6 思考題 128
第6章 自主制導系統(tǒng) 129
6.1 方案制導 129
6.2 天文導航 132
6.2.1 星體的地理位置和等高圈 132
6.2.2 六分儀的組成及工作原理 133
6.2.3 天文導航系統(tǒng)的組成與工作原理 134
6.3 慣性制導 137
6.3.1 慣性制導的基本原理 137
6.3.2 陀螺穩(wěn)定平臺 141
6.3.3 解析式慣性制導系統(tǒng) 147
6.3.4 半解析慣性制導系統(tǒng) 149
6.3.5 幾何式慣性制導系統(tǒng) 151
6.3.6 捷聯(lián)式慣性制導系統(tǒng) 152
6.3.7 組合式慣性制導系統(tǒng) 154
6.4 地圖匹配制導 157
6.4.1 地形匹配制導 158
6.4.2 景象匹配制導 161
6.4.3 地圖匹配和慣性制導系統(tǒng) 167
6.5 本章要點 168
6.6 思考題 169
第7章 導彈控制系統(tǒng)原理 170
7.1 導彈控制系統(tǒng)介紹 170
7.1.1 敏感裝置 170
7.1.2 控制計算裝置 171
7.1.3 執(zhí)行機構(gòu) 173
7.2 導彈的控制原理與控制方式 174
7.2.1 導彈的控制原理 174
7.2.2 側(cè)滑轉(zhuǎn)彎控制方式 176
7.2.3 傾斜轉(zhuǎn)彎控制方式 177
7.3 導彈控制模型建立 177
7.3.1 導彈三通道耦合線性化控制模型 177
7.3.2 彈體狀態(tài)空間模型 180
7.3.3 彈體傳遞函數(shù) 182
7.4 導彈控制特性分析 183
7.4.1 三通道耦合特性分析 183
7.4.2 舵面控制特性分析 184
7.4.3 彈體開環(huán)特性分析 188
7.5 導彈控制系統(tǒng)的要求及指標選擇 190
7.5.1 導彈控制系統(tǒng)的設(shè)計要求 190
7.5.2 控制系統(tǒng)的性能指標選擇 191
7.6 本章要點 198
7.7 思考題 198
第8章 STT導彈經(jīng)典控制系統(tǒng)設(shè)計方法 200
8.1 兩回路過載控制系統(tǒng) 200
8.1.1 經(jīng)典兩回路過載控制系統(tǒng) 200
8.1.2 PI校正兩回路過載控制系統(tǒng) 214
8.2 三回路過載控制系統(tǒng) 222
8.2.1 經(jīng)典三回路過載控制系統(tǒng) 222
8.2.2 偽攻角過載控制系統(tǒng) 232
8.3 典型過載控制系統(tǒng)對比 238
8.4 本章要點 242
8.5 思考題 243
第9章 BTT導彈經(jīng)典控制系統(tǒng)設(shè)計方法 244
9.1 BTT控制的制導指令 244
9.1.1 制導指令計算中的奇異性問題 246
9.1.2 抗奇異性策略設(shè)計 248
9.2 BTT控制下三通道控制系統(tǒng)頻帶關(guān)系 251
9.2.1 俯仰滾轉(zhuǎn)通道快速性指標分析 252
9.2.2 偏航通道快速性指標分析 254
9.3 協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎控制回路設(shè)計 257
9.3.1 BTT協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎控制原理 257
9.3.2 BTT轉(zhuǎn)彎過程中偏航彈體特性 259
9.3.3 引入?yún)f(xié)調(diào)支路的協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎控制系統(tǒng) 260
9.3.4 引入側(cè)向加速度反饋的協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎控制系統(tǒng) 261
9.4 本章要點 271
9.5 思考題 271
第10章 導彈現(xiàn)代控制方法與設(shè)計分析 273
10.1 導彈魯棒控制設(shè)計方法 273
10.1.1 魯棒控制原理 273
10.1.2 導彈魯棒控制系統(tǒng)設(shè)計與分析 280
10.2 導彈自抗擾控制設(shè)計方法 299
10.2.1 自抗擾控制原理 299
10.2.2 自抗擾控制設(shè)計 300
10.2.3 導彈自抗擾控制設(shè)計實例 315
10.3 本章要點 324
10.4 思考題 324