野战火箭制导与控制技术PDF电子书下载

第1章 野战火箭制导与控制技术概论 1

1.1 制导火箭武器技术的发展 1

1.1.1 制导火箭弹的发展历史及现状 1

1.1.2 制导火箭弹技术特点及发展趋势 3

1.2 制导控制系统的概念、组成和原理 4

1.2.1 制导控制系统概念 4

1.2.2 制导控制系统组成 5

1.2.3 制导控制系统原理 6

1.3 对制导控制系统的要求 9

参考文献 11

第2章 火箭弹弹体运动动态特性 12

2.1 火箭弹动力学 12

2.1.1 坐标系 12

2.1.2 作用在弹体上的力和力矩 15

2.1.3 刚性弹体运动方程组 19

2.1.4 旋转体制火箭弹动力学方程 20

2.2 火箭弹动态特性的研究方法 22

2.2.1 火箭弹扰动运动的研究方法 22

2.2.2 弹体小扰动线性化模型 24

2.2.3 弹体动力学传递函数 27

2.3 旋转体制火箭弹运动特性分析 28

2.3.1 坐标系的定义 29

2.3.2 复攻角的定义 30

2.3.3 角运动方程的建立 31

2.3.4 第一种类型的锥摆运动——大攻角下章动阻尼与进动阻尼产生的圆锥运动 33

2.3.5 第二种类型的锥摆运动——由外形非对称引起的强迫圆锥运动 44

2.3.6 第三种类型的锥摆运动——由转速闭锁产生的圆运动 47

2.3.7 第四种类型的锥摆运动——非线性马格努斯力矩产生的极限圆锥运动 52

2.3.8 极限圆锥运动的抑制措施 57

2.4 对弹体动态特性的某些要求 59

参考文献 61

第3章 制导火箭弹气动布局与控制执行结构 62

3.1 制导火箭弹气动布局 62

3.1.1 翼面沿弹身纵轴的布置形式 63

3.1.2 翼面在弹身周侧的布置形式 65

3.1.3 舵指令分配 66

3.2 制导火箭弹姿态控制方法 67

3.2.1 空气动力控制 67

3.2.2 推力矢量控制 68

3.2.3 喷气反作用控制 68

3.2.4 变质心控制 69

3.3 控制执行机构 69

3.3.1 舵机 69

3.3.2 直接力控制式执行机构 74

参考文献 78

第4章 制导火箭弹弹道特性分析 79

4.1 概述 79

4.2 标准气象条件 80

4.2.1 大气层基本结构 80

4.2.2 气象参数随高度的变化规律 82

4.2.3 标准大气参数计算 86

4.2.4 气象数据实例 89

4.3 气动热的数值计算 92

4.3.1 控制方程 92

4.3.2 湍流模拟 93

4.3.3 火箭弹的主要流场与气动热特性 96

4.4 外弹道特性分析 98

4.4.1 制导火箭弹射表编拟 98

4.4.2 小射程弹道特性 99

4.4.3 大射程外弹道特性 100

4.4.4 射向对弹道的影响 101

4.4.5 机动变轨控制弹道 101

参考文献 103

第5章 惯性导航系统和组合导航系统 104

5.1 惯性导航系统 104

5.1.1 概述 104

5.1.2 捷联惯性导航系统 106

5.1.3 捷联惯性导航系统误差分析 113

5.1.4 捷联惯性导航系统程序编排 117

5.1.5 纯惯性导航与惯性导航系统的初始对准 119

5.1.6 惯性导航系统的测试与标定 120

5.1.7 惯性导航系统免维护免测试技术 122

5.2 卫星导航系统 122

5.2.1 概述 122

5.2.2 GPS卫星导航原理 123

5.2.3 北斗卫星导航系统 126

5.2.4 卫星抗干扰技术 127

5.2.5 高动态条件卫星信号的捕获与跟踪 130

5.3 组合导航系统 131

5.3.1 卡尔曼滤波与组合导航原理 132

5.3.2 惯性导航与卫星导航紧耦合技术 136

参考文献 138

第6章 制导方式与制导规律 140

6.1 地面目标的特性分析 140

6.1.1 地面固定目标特性 140

6.1.2 地面运动目标特性 142

6.2 各类制导方式及原理 142

6.2.1 自主式制导 143

6.2.2 寻的制导 145

6.2.3 复合制导 156

6.3 制导律与制导方案 158

6.3.1 制导规律与导引方法 158

6.3.2 制导方案 162

参考文献 167

第7章 自动驾驶仪设计 168

7.1 自动驾驶仪的设计任务 168

7.2 自动驾驶仪组成及主要部件 170

7.2.1 自动驾驶仪的组成 170

7.2.2 自动驾驶仪的主要部件 171

7.3 侧向稳定控制回路设计依据 171

7.3.1 制导系统对侧向稳定控制回路的要求 171

7.3.2 特征气动点的选择 172

7.3.3 设计驾驶仪的性能指标 173

7.4 过载驾驶仪设计 174

7.5 三回路自动驾驶仪设计 179

7.5.1 系统开环传函特性分析 179

7.5.2 系统闭环回路的控制参数设计 182

7.6 横向速度驾驶仪设计 185

7.6.1 姿态自动驾驶仪 185

7.6.2 速度矢量驾驶仪 186

7.7 滚转稳定控制回路设计 187

7.7.1 滚转控制方法 187

7.7.2 ITAE设计法应用于滚转自动驾驶仪 188

7.7.3 设计实例 189

7.8 数字式自动驾驶仪设计 190

7.8.1 传递函数与z传递函数间的相互转换 191

7.8.2 由z传递函数建立离散状态差分方程组 193

7.8.3 时延补偿 195

7.9 弹性弹体自动驾驶仪设计 197

参考文献 199

第8章 先进控制方法在制导控制系统中的应用 200

8.1 概述 200

8.2 变结构控制 204

8.2.1 变结构控制及其设计方法 204

8.2.2 变结构控制在自动驾驶仪设计中的应用 206

8.3 动态逆控制 210

8.3.1 动态逆系统理论基础 210

8.3.2 逆系统理论在控制系统设计中的应用 213

8.4 自抗扰控制 214

8.4.1 自抗扰控制理论 214

8.4.2 自抗扰技术在姿态控制器设计中的应用 216

参考文献 220

第9章 制导控制系统仿真 221

9.1 概述 221

9.2 制导控制系统数学仿真 222

9.2.1 系统数学模型及其验证 222

9.2.2 数学仿真系统组成 224

9.2.3 数学仿真过程及主要内容 224

9.2.4 仿真结果分析与处理 225

9.2.5 制导火箭弹精度分配 228

9.3 制导控制系统半实物仿真 232

9.3.1 半实物仿真系统组成 233

9.3.2 半实物仿真系统的主要设备和模型 233

参考文献 237

第10章 制导舱工程化设计方法 238

10.1 制导舱的组成与功能 238

10.2 可靠性设计 240

10.2.1 可靠性预计和分配 240

10.2.2 可靠性设计准则 242

10.2.3 故障模式分析 243

10.2.4 设计阶段的可靠性工作 243

10.3 检测维修性设计 245

10.4 安全性设计 246

10.4.1 安全性分析 246

10.4.2 安全性设计准则 248

10.4.3 安全性措施 248

10.5 电磁兼容性设计 249

参考文献 251