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第一章 绪论 1

第二章 刚性飞机的一般运动方程 3

2.1 坐标轴系和外力 3

2.2 运动方程的推导 4

2.3 旋转部件的影响 9

2.4 飞机相对于固定坐标轴系的方位和轨迹 9

2.5 重力在机体坐标系的分量 13

2.6 运动方程小结 13

2.7 定常飞行时的运动方程 15

2.8 扰动运动方程 16

2.9 小结 18

第二章习题 19

第三章 有关飞机动稳定性和反应的几个特殊问题 20

3.1 对于有角速度的基准飞行状态的动稳定性问题 20

3.1.1 定常滚转机动中的动稳定性 20

3.1.2 拉起或推入机动的稳定性 23

3.2 小扰动理论在预测飞机反应时的可靠性 25

3.2.1 飞机对小扰动的线性和非线性横侧反应之间的差异示例 25

3.2.2 用小扰动理论预测横侧反应可靠性的一种判据 32

3.2.3 横侧扰动对纵向扰动的耦合 34

3.3 用小扰动理论来预测稳定性的可靠性 34

3.3.1 李雅普诺夫直接法的某些概念和定理 35

3.3.2 李雅普诺夫方法运用举例 37

3.3.3 小扰动方程可靠使用域的确定 38

3.4 非线性常微分方程的积分法 39

3.4.1 方法的描述和推导 39

3.4.2 近似拉氏求逆法示例 41

3.4.3 步长和级数近似式中项数的确定 44

3.5 分析刚性飞机非线性运动方程稳定性及反应特性的方法 45

第三章习题 51

第四章 弹性飞机的稳定性和操纵 53

4.1 问题的概况和飞机的弹性现象及简化分析方法举例 53

4.1.1 副翼反逆问题 53

4.1.2 机翼结构发散 55

4.1.3 升降舵操纵效率降低问题 56

4.2 弹性飞机的一般运动方程 57

4.2.1 刚性自由度运动方程 58

4.2.2 一般弹性飞机的运动方程 59

4.3 定常状态运动方程 65

4.3.1 定常直线飞行 65

4.3.2 定常曲线飞行 68

4.3.3 空气动力、推力和力矩的表示法 70

4.3.4 定常飞行状态时弹性飞机方程综述 74

4.4 弹性飞机的稳定性导数及其应用 76

4.4.1 刚性和弹性飞机纵向稳定性导数的推导 76

4.4.2 当量弹性飞机稳定性导数的说明和运用 78

4.4.3 当量弹性飞机稳定性导数的变化趋势和数值量级 82

4.5 扰动运动方程 83

4.6 利用弹性风洞实验模型来预测稳定性导数 85

4.6.1 模型尺度定律 86

4.6.2 风洞实验模型 87

4.6.3 实验情况和典型的空气动力测试结果 88

4.6.4 利用弹性风洞模型数据来预测全尺度弹性飞机特性 90

4.6.5 理论和实际求得的稳定性和操纵性数据的比较 93

4.7 横侧稳定性和操纵性问题简介 93

4.7.1 弹性飞机机翼滚转阻尼导数的算例 94

4.7.2 弹性飞机垂直尾翼航向稳定性导数算例 95

第四章习题 96

第五章 飞机的频率特性 98

5.1 渐近频率特性运用于飞机 99

5.1.1 传递函数的真实频率特性的线性近似法 99

5.1.2 渐近近似法应用示例 103

5.1.3 典型的纵向频率特性 103

5.1.4 典型的横侧频率特性 112

5.2 利用测得的系统频率特性来反推传递函数的方法 118

5.3 飞机对大气紊流的响应问题一般概念 120

5.4 随机变量理论中的某些概念 122

5.4.1 平稳随机变量 122

5.4.2 u(t)的谐波分析 122

5.4.3 线性系统对随机输入的反应 123

5.5 紊流的物理和数学描述 124

5.4.4 概率和概率密度 124

5.5.1 均匀各向同性紊流的典型性质 125

5.5.2 离散突风模型 129

5.6 飞机对紊流的响应 131

5.6.1 紊流的空气动力效应 131

5.6.2 飞机的随机突风响应 134

5.6.3 离散突风响应 136

第五章习题 136

第六章 飞行自动控制 139

6.1 引言 飞行自动控制发展简史 139

6.2.2 驾驶员 140

6.2.1 飞机本体 140

6.2 飞行自动控制系统的一些重要部件 140

6.2.3 主操纵系统 141

6.2.4 传感器 143

6.2.5 控制器 149

6.2.6 舵回路 152

6.3 小结 154

第七章 反馈控制系统的分析和设计基础 155

7.1 反馈控制系统的基本关系和定义 155

7.2 根轨迹法 157

7.2.1 用于单位负反馈系统的根轨迹法 157

7.2.2 单位负反馈系统画根轨迹小结 162

7.2.3 用于非单位负反馈系统的根轨迹法 162

7.2.4 用于多环系统的根轨迹法 163

7.3 伯德图法 165

7.4 s域与时域之间关系 167

7.4.1 简单系统的开环情况和闭环情况 167

7.4.2 二阶系统反应 171

7.5 性能规范 172

7.5.1 频域规范 172

7.5.2 时域规范 173

7.5.3 误差规范 174

7.5.4 系统灵敏度 177

7.6 控制系统设计过程示例 177

7.6.1 设置增益以得到规定的闭环阻尼 177

7.6.2 设置增益以得到规定的增益余量和位置误差常数 178

7.6.3 用滞后补偿来改变根轨迹从复极点开始处的角度 179

7.6.4 用超前-滞后补偿来增加系统稳定运行的增益范围 179

7.6.5 对消补偿 180

7.6.6 根等值线法 181

7.7 小结 184

第七章习题 184

第八章 人机闭环系统分析 188

8.1 驾驶员的数字模型 189

8.2 驾驶员控制飞机滚转角和俯仰角示例 190

8.2.1 驾驶员控制滚转角 190

8.2.2 驾驶员控制俯仰角 191

8.3 俯仰角控制中驾驶员对飞机飞行品质的评价 193

8.3.1 驾驶员超前和滞后补偿的作用 195

8.3.2 变化T？1的影响 197

8.3.3 改变短周期频率的影响 198

8.4 控制滚转角中驾驶员的作用 198

8.4.1 飞机的数学模型简化为单自由度滚转情况 198

8.4.2 荷兰滚模态根位置的影响 200

8.5 飞行模拟器 201

8.5.1 空中飞行模拟器 201

8.5.2 地面飞行模拟器 204

8.6 小结 205

第八章习题 205

9.1 增稳系统 206

第九章 飞行自动控制系统的分析和综合 206

9.1.1 偏航阻尼器 207

9.1.2 滚转阻尼器 210

9.1.3 俯仰阻尼器 211

9.1.4 纵向稳定器 213

9.1.5 航向稳定器 215

9.1.6 控制增稳器 216

9.2 纵向自动驾驶仪的基本模式 223

9.2.1 保持俯仰姿态模式 223

9.2.2 保持高度模式 226

9.2.3 保持速度(M数)模式 227

9.2.4 M数配平器 228

9.3 横航向自动驾驶仪的基本模式 230

9.3.1 保持滚转角或机翼水平模式 230

9.3.2 保持航向模式 231

9.3.3 甚高频全方位导航模式 233

9.3.4 协调转弯 235

9.4 自动着陆系统 238

9.4.1 下滑斜率的截获和保持模式 238

9.4.2 自动拉平和着地 242

9.4.3 航向(信标台)波束控制 244

9.5 带自动器飞机飞行品质的评价 247

9.5.1 在频域内拟配等效系统的可能性 248

9.5.2 等效系统的数学模型 249

9.5.3 进行等效系统拟配的数学方法 250

9.5.4 拟配过程中的几个具体问题 251

9.6 多回路、多变量控制系统 252

9.6.1 多变量反馈到一个操纵面通道情况 252

9.6.2 多变量同时反馈到两个操纵面通道情况 253

9.6.3 三个变量同时反馈到两个操纵面通道的一般情况 255

9.7 单独操纵面控制系统和自适应系统简介 256

9.7.1 单独操纵面控制系统 256

9.7.2 自适应控制系统 258

9.8 小结 259

第九章习题 259

10.1.1 信号的采样 261

第十章 数字式控制系统分析基础 261

10.1 信号的采样，采样信号的拉氏变换和信号重构 261

10.1.2 数字信号的拉氏变换 262

10.1.3 ε＊(s)的周期性 263

10.1.4 从采样数据重构模拟数据 264

10.2 z变换的理论基础 268

10.2.1 定义和应用 268

10.2.2 从s平面到z平面的映射 273

10.2.3 z反变换 275

10.2.4 一些重要的z变换定理 277

10.3 采样数据系统的脉冲传递函数 281

10.4.1 有误差采样的闭环系统的z域传递函数 283

10.4 具有数据采样的闭环系统 283

10.4.2 滚转角控制系统的时域反应示例 284

10.5 数字式闭环系统的稳定性 287

10.5.1 朱利测试 288

10.5.2 劳斯—霍尔维茨判据 289

10.5.3 根轨迹法 290

10.6 小结 292

第十章习题 292

第十一章 状态空间法简介 294

11.1 基本概念 294

11.2 状态变量的时域解 297