导弹制导控制系统设计

本书是一本适用于高等学校航空航天工程类专业本科生的教材，系统阐述了导弹制导控制系统设计理论和方法。全书共10章，主要内容为导弹的基本概念、系统组成及制导控制技术的发展现状，导弹的数学模型，制导系统的基本原理、自寻的制导系统、遥控制导系统、自主制导系统及各自对应的制导律，导弹控制系统的基本原理、控制模型建立、控制特性分析及要求、经典控制设计方法及现代控制设计方法等内容。本书注重理论联系实际，结合实际科研工作，提供了大量的仿真与分析，便于读者理解

目录
丛书序
前言
第1章 绪论 001
1.1 导弹概述 001
1.2 导弹系统组成 002
1.3 导弹制导方法概述 003
1.3.1 制导体制 004
1.3.2 制导律 004
1.4 导弹控制方法概述 005
1.4.1 经典控制方法 006
1.4.2 现代控制方法 006
参考文献 008
第2章 导弹数学模型建立与分析 010
2.1 坐标系定义及转换关系 010
2.1.1 坐标系定义 010
2.1.2 坐标系转换 011
2.2 导弹所受作用力与作用力矩 016
2.2.1 作用在导弹上的总空气动力 016
2.2.2 作用在导弹上的空气动力矩 020
2.2.3 作用在导弹上的推力及力矩 031
2.2.4 作用在导弹上的重力 032
2.3 导弹动力学与运动学方程 033
2.3.1 建立在弹道坐标系下的导弹运动方程组 033
2.3.2 建立在速度坐标系下的导弹运动方程组 040
2.3.3 两种坐标系下运动方程组特性分析及应用场景 044
2.4 本章要点 044
2.5 思考题 045
参考文献 045
第3章 导弹制导系统原理 046
3.1 制导系统的功能及组成 046
3.2 制导系统的分类 047
3.2.1 自主式制导系统 048
3.2.2 自寻的制导系统 051
3.2.3 遥控制导系统 052
3.2.4 复合制导 054
3.3 对制导系统的基本要求 055
3.3.1 制导精度 055
3.3.2 对目标的分辨率 055
3.3.3 反应时间 056
3.3.4 控制容量 056
3.3.5 抗干扰能力和生存能力 056
3.3.6 可靠性和可维修性 057
3.4 本章要点 057
3.5 思考题 057
第4章 自寻的制导系统 058
4.1 自寻的引导方法和导弹的弹道 058
4.1.1 追踪法 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 自导引导弹的实际弹道 069
4.2 导引头的基本工作原理 070
4.2.1 雷达导引头的分类 070
4.2.2 导引头的一般组成 074
4.2.3 对导引头的基本要求 075
4.3 自导引制导回路和制导误差 077
4.3.1 自导引制导回路 077
4.3.2 雷达自导引系统的制导误差 084
4.4 本章要点 087
4.5 思考题 087
第5章 遥控制导系统 088
5.1 遥控制导导引规律和弹道 088
5.1.1 遥控制导的相对运动方程 088
5.1.2 遥控制导的导引方程 089
5.1.3 三点法 090
5.1.4 前置点法 094
5.1.5 遥控制导弹道 097
5.2 遥控指令制导 098
5.2.1 遥控指令制导的类型 098
5.2.2 引导指令形成原理 101
5.2.3 引导指令的发射和接收 106
5.3 波束制导 111
5.3.1 雷达波束制导 111
5.3.2 激光波束制导 114
5.4 遥控制导回路和制导误差 119
5.4.1 遥控制导回路 120
5.4.2 制导误差和命中概率 124
5.5 本章要点 127
5.6 思考题 128
第6章 自主制导系统 129
6.1 方案制导 129
6.2 天文导航 132
6.2.1 星体的地理位置和等高圈 132
6.2.2 六分仪的组成及工作原理 133
6.2.3 天文导航系统的组成与工作原理 134
6.3 惯性制导 137
6.3.1 惯性制导的基本原理 137
6.3.2 陀螺稳定平台 141
6.3.3 解析式惯性制导系统 147
6.3.4 半解析惯性制导系统 149
6.3.5 几何式惯性制导系统 151
6.3.6 捷联式惯性制导系统 152
6.3.7 组合式惯性制导系统 154
6.4 地图匹配制导 157
6.4.1 地形匹配制导 158
6.4.2 景象匹配制导 161
6.4.3 地图匹配和惯性制导系统 167
6.5 本章要点 168
6.6 思考题 169
第7章 导弹控制系统原理 170
7.1 导弹控制系统介绍 170
7.1.1 敏感装置 170
7.1.2 控制计算装置 171
7.1.3 执行机构 173
7.2 导弹的控制原理与控制方式 174
7.2.1 导弹的控制原理 174
7.2.2 侧滑转弯控制方式 176
7.2.3 倾斜转弯控制方式 177
7.3 导弹控制模型建立 177
7.3.1 导弹三通道耦合线性化控制模型 177
7.3.2 弹体状态空间模型 180
7.3.3 弹体传递函数 182
7.4 导弹控制特性分析 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 弹体开环特性分析 188
7.5 导弹控制系统的要求及指标选择 190
7.5.1 导弹控制系统的设计要求 190
7.5.2 控制系统的性能指标选择 191
7.6 本章要点 198
7.7 思考题 198
第8章 STT导弹经典控制系统设计方法 200
8.1 两回路过载控制系统 200
8.1.1 经典两回路过载控制系统 200
8.1.2 PI校正两回路过载控制系统 214
8.2 三回路过载控制系统 222
8.2.1 经典三回路过载控制系统 222
8.2.2 伪攻角过载控制系统 232
8.3 典型过载控制系统对比 238
8.4 本章要点 242
8.5 思考题 243
第9章 BTT导弹经典控制系统设计方法 244
9.1 BTT控制的制导指令 244
9.1.1 制导指令计算中的奇异性问题 246
9.1.2 抗奇异性策略设计 248
9.2 BTT控制下三通道控制系统频带关系 251
9.2.1 俯仰滚转通道快速性指标分析 252
9.2.2 偏航通道快速性指标分析 254
9.3 协调转弯控制回路设计 257
9.3.1 BTT协调转弯控制原理 257
9.3.2 BTT转弯过程中偏航弹体特性 259
9.3.3 引入协调支路的协调转弯控制系统 260
9.3.4 引入侧向加速度反馈的协调转弯控制系统 261
9.4 本章要点 271
9.5 思考题 271
第10章 导弹现代控制方法与设计分析 273
10.1 导弹鲁棒控制设计方法 273
10.1.1 鲁棒控制原理 273
10.1.2 导弹鲁棒控制系统设计与分析 280
10.2 导弹自抗扰控制设计方法 299
10.2.1 自抗扰控制原理 299
10.2.2 自抗扰控制设计 300
10.2.3 导弹自抗扰控制设计实例 315
10.3 本章要点 324
10.4 思考题 324