导弹过载控制与变轨技术

1章 绪论 1

.1 引言 1

.2 导弹过载控制的研究现状 2

.3 大空域变轨弹道的研究现状 6

.4 导弹末端机动的研究现状 8

2章 微分几何设计方法 13

.1 微分同胚 13

.2 李导数 14

.3 李括号 16

.4 Frobenius定理 17

.5 SISO非线性系统的反馈精确线性化 20

.6 相对度 26

.7 零动态 31

.8 局部渐近稳定性 34

.8.1 线性近似系统 34

.8.2 讨论1 36

.8.3 讨论2 37

.8.4 讨论3 38

.9 MIMO非线性系统标准精确线性化 39

.9.1 MIMO非线性系统的相对度 39

.9.2 MIMO非线性系统标准精确线性化 40

.10 块三角系统 43

.11 块对角系统 49

.11.1 块对角系统的定义 49

.11.2 块对角系统的相对度 49

.11.3 块对角控制器 50

3章 导弹运动数学模型 54

.1 常用坐标系 54

.1.1 惯性坐标系 54

.1.2 地球坐标系 54

.1.3 地面坐标系 54

.1.4 弹体坐标系 55

.1.5 平台坐标系 55

.1.6 速度坐标系 57

.1.7 弹道坐标系 58

.1.8 坐标系转换矩阵的性质 60

.2 导弹飞行力学术语 61

.2.1 空气动力和气动力矩 61

.2.2 气动力和气动力矩系数 62

.2.3 角度和角速度 62

.2.4 气动力系数和气动力矩系数的偏导数 63

.2.5 弹道参数 64

.3 导弹运动的块对角模型 65

.3.1 导弹各运动量的符号定义 65

.3.2 块对角处理的两个原则 65

.3.3 导弹的块对角模型 66

.3.4 导弹的块对角控制器 69

.4 导弹过载运动模型 70

.4.1 过载与运动学的关系 70

.4.2 俯仰动力学模型 72

.4.3 偏航动力学模型 73

.5 导弹三通道简化模型 73

.5.1 纵向运动线性扰动方程 74

.5.2 航向运动线性扰动方程 75

.5.3 滚动运动线性扰动方程 77

.5.4 弹体传递函数 77

.5.5 舵面动力系数在弹体传递函数中的作用 79

4章 组合过载控制技术 82

.1 引言 82

.2 过载控制的难点问题 84

.3 稳定性和最小相位系统 86

.3.1 系统稳定性 86

.3.2 Hurwitz多项式和稳定矩阵 88

.3.3 最小相位系统 89

.3.4 几种控制方法的稳定性分析 90

.3.5 组合过载控制方法的稳定性分析 95

.4 组合过载控制系统设计 98

.4.1 俯仰通道过载控制回路设计 98

.4.2 过载控制回路仿真研究 102

.4.3 质心控制系统设计 106

5章 大空域机动变轨 107

.1 引言 107

.1.1 变轨技术对提高导弹突防能力的作用 107

.1.2 变轨技术的分类和变轨形式 108

.2 大空域机动变轨方法 112

.2.1 弹目相对运动方程 113

.2.2 虚拟目标比例导引法 116

.3 虚拟目标广义比例导引律 120

.3.1 弹目追逃模型 120

.3.2 带落角约束的广义比例导引律设计 121

.3.3 大空域变轨弹道的控制指令 122

.3.4 大空域变轨弹道仿真 123

.4 虚拟目标变结构导引律 127

.4.1 纵向平面的变结构导引律 127

.4.2 航向平面的变结构导引律 128

.4.3 大空域变轨弹道仿真 129

.5 虚拟目标最优导引律 133

.5.1 纵向平面的最优导引律 133

.5.2 航向平面的最优导引律 135

.5.3 空域弹道仿真 136

6章 末端机动变轨 141

.1 引言 141

.2 非平面末端机动的控制模型 142

.2.1 螺旋机动 142

.2.2 摆式机动 143

.3 末端机动的一体化控制方法 145

.3.1 末端机动轨迹的几何描述 145

.3.2 末端机动的一体化控制模型 146

.3.3 末端机动参数的取值范围 148

.3.4 末端机动仿真举例 150

.4 末端机动的变异形式 155

.5 导弹末端机动的突防效果 158

.5.1 伴随技术 158

.5.2 突防—拦截线性模型和伴随系统模型 163

.5.3 拦截导弹脱靶量的闭型解 166

.5.4 稳态脱靶量 167

.5.5 仿真分析 168

7章 末端机动与自导段弹道的匹配方法 171

.1 导弹自导段弹道设计 171

.1.1 导弹制导回路 171

.1.2 反舰导弹—舰艇的相对运动方程 172

.1.3 末制导律设计 172

.1.4 仿真分析 174

.2 串联匹配方法 180

.2.1 第一种串联匹配弹道设计 180

.2.2 第二种串联匹配弹道设计 182

.3 并联匹配方法 186

.3.1 并联匹配控制信号设计 186

.3.2 仿真分析 188

考文献 192