导弹过载控制与变轨技术 [Missile Overload Control and Its Technology of Varying Trajectory] epub pdf mobi txt 电子书 下载 2024

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内容简介

　　《导弹过载控制与变轨技术》主要介绍微分几何设计方法：导弹运动数学模型；导弹的组合过载控制技术；导弹的大空域机动变轨技术和小空域末端机动变轨技术：末端机动与自导段弹道的匹配方法。
　　《导弹过载控制与变轨技术》是作者多年来科研学术成果的一个总结，书中给出了大量的导弹仿真实例，便于读者自学和进一步开发。为从事导弹控制理论研究、导弹控制系统设计和机动变轨技术研究的广大科技工作者提供了重要的参考书，也可作为控制理论与应用、导航、制导与控制等专业的高年级本科生、研究生和教师的参考书。

内页插图

目录

第1章 绪论
1．1 引言
1．2 导弹过载控制的研究现状
1．3 大空域变轨弹道的研究现状
1．4 导弹末端机动的研究现状

第2章 微分几何设计方法
2．1 微分同胚
2．2 李导数
2．3 李括号
2．4 Frobenius定理
2．5 SIsO非线性系统的反馈精确线性化
2．6 相对度
2．7 零动态
2．8 局部渐近稳定性
2．8．1 线性近似系统
2．8．2 讨论1
2．8．3 讨论2
2．8．4 讨论3
2．9 MIMO非线性系统标准精确线性化
2．9．1 MIMO非线性系统的相对度
2．9．2 MIMO非线性系统标准精确线性化
2．10 块三角系统
2．11 块对角系统
2．11．1 块对角系统的定义
2．11．2 块对角系统的相对度
2．11．3 块对角控制器

第3章 导弹运动数学模型
3．1 常用坐标系
3．1．1 惯性坐标系
3．1．2 地球坐标系
3．1．3 地面坐标系
3．1．4 弹体坐标系
3．1．5 平台坐标系
3．1．6 速度坐标系
3．1．7 弹道坐标系
3．1．8 坐标系转换矩阵的性质
3．2 导弹飞行力学术语
3．2．1 空气动力和气动力矩
3．2．2 气动力和气动力矩系数
3．2．3 角度和角速度
3．2．4 气动力系数和气动力矩系数的偏导数
3．2．5 弹道参数
3．3 导弹运动的块对角模型
3．3．1 导弹各运动量的符号定义
3．3．2 块对角处理的两个原则
3．3．3 导弹的块对角模型
3．3．4 导弹的块时角控制器
3．4 导弹过载运动模型
3．4．1 过载与运动学的关系
3．4．2 俯仰动力学模型
3．4．3 偏航动力学模型
3．5 导弹三通道简化模型
3．5．1 纵向运动线性扰动方程
3．5．2 航向运动线性扰动方程
3．5．3 滚动运动线性扰动方程
3．5．4 弹体传递函数
3．5．5 舵面动力系数在弹体传递函数中的作用

第4章 组合过载控制技术
4．1 引言
4．2 过载控制的难点问题
4．3 稳定性和最小相位系统
4．3．1 系统稳定性
4．3．2 Hurwitz多项式和稳定矩阵
4．3．3 最小相位系统
4．3．4 几种控制方法的稳定性分析
4．3．5 组合过载控制方法的稳定性分析
4．4 组合过载控制系统设计
4．4．1 俯仰通道过载控制回路设计
4．4．2 过载控制回路仿真研究
4．4．3 质心控制系统设计

第5章 大空域机动变轨
5．1 引言
5．1．1 变轨技术对提高导弹突防能力的作用
5．1．2 变轨技术的分类和变轨形式
5．2 大空域机动变轨方法
5．2．1 弹目相对运动方程
5．2．2 虚拟目标比例导引法
5．3 虚拟目标广义比例导引律
5．3．1 弹目追逃模型
5．3．2 带落角约束的广义比例导引律设计
5．3．3 大空域变轨弹道的控制指令
5．3．4 大空域变轨弹道仿真
5．4 虚拟目标变结构导引律
5．4．1 纵向平面的变结构导引律
5．4．2 航向平面的变结构导引律
5．4．3 大空域变轨弹道仿真
5．5 虚拟目标最优导引律
5．5．1 纵向平面的最优导引律
5．5．2 航向平面的最优导引律
5．5．3 空域弹道仿真

第6章 末端机动变轨
6．1 引言
6．2 非平面末端机动的控制模型
6．2．1 螺旋机动
6．2．2 摆式机动
6．3 末端机动的一体化控制方法
6．3．1 末端机动轨迹的几何描述
6．3．2 末端机动的一体化控制模型
6．3．3 末端机动参数的取值范围
6．3．4 末端机动仿真举例
6．4 末端机动的变异形式
6．5 导弹末端机动的突防效果
6．5．1 伴随技术
6．5．2 突防-拦截线性模型和伴随系统模型
6．5．3 拦截导弹脱靶量的闭型解
6．5．4 稳态脱靶量
6．5．5 仿真分析

第7章 末端机动与自导段弹道的匹配方法
7．1 导弹自导段弹道设计
7．1．1 导弹制导回路
7．1．2 反舰导弹一舰艇的相对运动方程
7．1．3 末制导律设计
7．1．4 仿真分析
7．2 串联匹配方法
7．2．1 第一种串联匹配弹道设计
7．2．2 第二种串联匹配弹道设计
7．3 并联匹配方法
7．3．1 并联匹配控制信号设计
7．3．2 仿真分析

参考文献

前言/序言

　　在现代作战中，作为主战兵器的导弹，无论是弹道导弹还是飞航导弹，从发射开始，就处在敌方天、空、地各种传感预警系统（如卫星、预警机、远程警戒雷达）的监视之下。敌方利用预警信息，就会组织其（面和点）三层防御系统的飞机、精确反导武器（导弹、激光炮）、火炮（或密集阵）进行拦截。在这种作战背景下，提高进攻导弹的突防能力的主要方法包括：隐身、电子对抗和机动变轨。本书对飞航导弹的机动变轨技术进行探讨。
　　在生活中可以发现，对飞行中的蚊子是很难消灭它的，因为蚊子很小，不容易被看见，具有一定的隐身效果。但对于飞行中的飞蛾，虽然看见它在空中飞，但是也很难消灭它，因为飞蛾的飞行轨迹，随时在做不规则的变化，我们无法预测它的飞行轨迹，当然就很难打准。从生活中的现象可知，如果使飞航导弹在飞行过程中做不规则的变化，将会使各种反导武器很难拦截它，因此就能提高飞航导弹的突防能力。
　　世界各军事强国也都非常重视导弹机动突防技术的研究。俄罗斯的超声速反舰导弹“白蛉”，绰号“日炙”，在飞行到距离目标几千米时做蛇行机动规避飞行，美国的“捕鲸叉”反舰导弹在末段进行跃升机动来规避敌舰“密集阵”火炮的拦截。飞航导弹现有的机动变轨还比较简单，突防能力有限。如果能够实现一些非平面机动突防，例如螺旋机动、摆式机动或者各种复合的非平面机动，将使导弹突防能力得到更大提升。
　　要实现大、小空域的机动变轨，最好采用组合过载控制技术，这是一种导弹力和力矩的控制技术。该技术应用弹体过载和角速度信息，采用滑模变结构控制方法，彻底解决了过载控制非最小相位系统的设计问题；能够控制飞航导弹实现大空域机动变轨和小空域末端机动的各种平面与非平面机动方式。
　　近二十年来，作者在导弹过载控制和变轨技术方面开展了大量的研究工作，并公开发表了许多篇学术论文。本书是相关科研学术成果的一个总结，且偏重于工程应用。为从事导弹控制理论研究、导弹控制系统设计和机动变轨技术研究的广大科技工作者提供了重要的参考书，也作为导航、制导与控制专业的研究生教学用书。
　　全书共七章，第1章介绍导弹过载控制和机动变轨技术的国内外研究现状。第2章讨论非线性系统的微分几何设计方法，这是研究组合过载控制系统的理论基础。第3章分析并建立导弹运动的数学模型，包括块对角模型、过载运动模型和三通道简化模型。第4章分析组合过载控制原理、稳定性和最小相位系统，设计组合过载控制系统。第5章介绍导弹大空域机动变轨方法，研究实现大空域变轨的三种虚拟目标导引律，进行弹道设计与仿真分析。第6章介绍末端非平面机动的控制模型，建立末端机动的一体化控制模型，采用伴随技术研究末端机动的突防效果。第7章设计导弹的自导段弹道，进行弹道仿真分析，探讨末端机动弹道与自导段弹道的串联、并联匹配方式。
　　本书在编写过程中，中国工程院院士、航天科工集团公司飞航技术研究院黄瑞松研究员提出了宝贵意见和建议，在此表示衷心感谢。清华大学计算机科学与技术系孙富春教授、海军航空工程学院控制工程系赵国荣教授、胡云安教授以及飞行器控制系统研究所的全体同事都给予了大力帮助，在此表示衷心的感谢。本书在编写中参考了国内外大量的专著、教材和文献，在此向有关著作者致以诚挚谢意！
　　本书得到国家自然科学基金项目（编号：61174031）资助出版，对国家自然科学基金委员会表示衷心感谢。
　　由于作者学识、水平有限，书中难免存在一些不足和错误之处，真诚欢迎广大读者批评指正。若读者有指正或者需要与作者商讨，请通过电子邮件navyzhc@163.com与作者联系。

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