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第1章 概述 1

1.1 飞行控制系统发展历史 1

1.2 无人飞行器及其飞行控制系统 4

1.2.1 无人飞艇 4

1.2.2 无人机 5

1.2.3 火箭 7

1.2.4 导弹 8

1.3 飞行控制基本原理 10

1.3.1 飞行指令获取 11

1.3.2 飞行参数的实时感知 18

1.3.3 飞行器的操纵方式 18

1.3.4 飞行控制方法 20

1.4 飞行控制系统研制规范 22

1.4.1 研制阶段划分 22

1.4.2 基本设计过程 24

1.4.3 设计依据与指标体系 28

1.5 飞行控制系统发展趋势 32

思考题 35

第2章 控制对象及其运动特性 36

2.1 基础知识 36

2.1.1 地球的运动及形状 36

2.1.2 地球大气 38

2.1.3 坐标系及其方向余弦阵 40

2.2 作用在弹体上的力和力矩 46

2.2.1 引力与重力 46

2.2.2 发动机推力及推力矩 49

2.2.3 空气动力与气动力矩 51

2.2.4 控制力与控制力矩 55

2.2.5 其他作用力与力矩 59

2.3 运动模型及其线性化 60

2.3.1 飞行器空间运动方程 60

2.3.2 飞行器简化运动方程 75

2.3.3 飞行器运动方程线性化 80

2.3.4 运动方程离散化 85

2.4 飞行器运动特性分析 88

2.4.1 弹体运动传递函数及动态分析 88

2.4.2 弹体运动特性参数 91

思考题 94

第3章 敏感装置及其应用 96

3.1 飞行控制系统测量基础 96

3.1.1 敏感装置基本原理 96

3.1.2 飞行控制系统的测量需求 97

3.1.3 敏感装置性能指标 99

3.2 大气参数测量装置 101

3.2.1 大气压力测量 101

3.2.2 大气参数计算 103

3.2.3 攻角／侧滑角传感器 106

3.3 运动参数的敏感装置 108

3.3.1 概述 108

3.3.2 陀螺仪及其特性 109

3.3.3 加速度计及其特性 118

3.3.4 惯性器件指标体系 122

3.3.5 惯性器件误差模型 124

3.4 目标探测与跟踪装置 129

3.4.1 目标探测传感器 129

3.4.2 导引头 132

3.5 常用导航方法与设备 137

3.5.1 惯性导航 137

3.5.2 卫星导航 145

3.5.3 地图匹配 149

3.5.4 组合导航 151

思考题 152

第4章 执行机构及其应用 155

4.1 执行机构组成与分类 155

4.1.1 操纵机构 155

4.1.2 伺服机构 156

4.2 空气舵控制装置 156

4.2.1 舵面设计 157

4.2.2 操纵机构 160

4.2.3 舵系统 160

4.2.4 传递函数及其特性分析 166

4.3 推力矢量控制装置 167

4.3.1 推力矢量基本原理 167

4.3.2 推力矢量控制装置的典型应用 168

4.3.3 推力矢量控制的实现方法 169

4.3.4 推力矢量控制装置的性能 173

4.4 直接力控制装置 173

4.4.1 直接力控制装置的典型应用 173

4.4.2 直接力机构的操纵方式 176

4.4.3 喷流装置的纵向配置 177

4.4.4 喷流装置的横向配置 178

4.4.5 直接力数学模型 179

4.5 火工品控制 183

思考题 184

第5章 飞行控制系统的分析与设计 186

5.1 制导系统的分析与设计 186

5.1.1 基本概念 187

5.1.2 运动目标制导方法 187

5.1.3 固定目标制导方法 194

5.1.4 制导系统优化设计 205

5.2 姿态控制系统的分析与设计 206

5.2.1 姿态控制特征及其性能指标 207

5.2.2 姿态运动稳定性分析 212

5.2.3 姿态控制系统的方案选择 219

5.2.4 稳定控制回路设计 223

5.3 数字式飞行控制系统设计 230

5.3.1 数字系统的分析与综合 231

5.3.2 数字式飞行控制系统的实现 237

5.4 系统设计中的工程问题 239

5.4.1 控制设备极限参数确定 239

5.4.2 加速度计最佳安装方向的选择 240

5.4.3 多执行机构的复合控制 241

5.4.4 计算机辅助设计 245

思考题 247

第6章 飞行控制系统综合 249

6.1 设备总体方案设计 250

6.1.1 系统基本结构的确定 250

6.1.2 系统设备配置 253

6.1.3 系统设备技术要求 259

6.1.4 飞行控制软件 262

6.2 总体接口协调 265

6.2.1 总体技术指标协调 265

6.2.2 总体布局协调 269

6.2.3 电气接口协调 271

6.2.4 接口逻辑协调 274

6.2.5 电缆布线及接地设计 277

6.3 飞行控制系统综合试验 277

6.3.1 综合试验内容 277

6.3.2 综合试验的组织与实施 279

6.3.3 综合试验步骤 279

6.3.4 其他大型联合试验 280

思考题 280

第7章 飞行控制系统仿真与试验 281

7.1 半实物仿真技术与设备 282

7.1.1 仿真计算机 282

7.1.2 运动特性仿真 288

7.1.3 力与力矩特性仿真 290

7.1.4 目标与环境特性仿真 291

7.1.5 视景仿真 295

7.2 仿真系统设计与集成 296

7.2.1 仿真系统总体方案设计 296

7.2.2 仿真系统中的数学模型 299

7.2.3 仿真接口设计与集成 305

7.2.4 几种典型仿真系统 306

7.3 仿真试验与评估 312

7.3.1 仿真试验方案设计 312

7.3.2 仿真试验大纲 315

7.3.3 仿真试验 317

7.3.4 仿真试验结果分析与评估 321

思考题 322

参考文献 324