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第1章 概论&彭冠一1

1.1防空导弹的制导控制系统1

1.1.1制导控制系统的基本含义1

1.1.2制导控制系统的特点与组成2

1.2制导控制系统的设计依据4

1.2.1典型目标特性4

1.2.2杀伤空域5

1.2.3制导精度6

1.2.4作战反应时间6

1.2.5武器系统的抗干扰性7

1.2.6环境条件7

1.3制导控制系统设计的任务7

1.3.1选择制导方式及控制方式7

1.3.2设计导引规律8

1.3.3制导控制系统原理结构图设计10

1.3.4精度设计12

1.3.5设计导弹的稳定控制系统13

1.3.6制导控制回路和控制装置的设计15

1.4制导控制系统设计的基本阶段和步骤16

1.4.1制导控制系统方案论证阶段16

1.4.2制导控制系统设计阶段17

1.4.3独立回路弹飞行试验与稳定控制系统设计修改阶段21

1.4.4闭合回路弹飞行试验与制导控制系统验证和设计修改阶段21

1.5制导控制技术的发展展望22

1.5.1防空导弹制导控制系统设计中将遇到的新环境22

1.5.2防空导弹制导控制技术发展动向23

参考文献26

第2章 防空导弹的制导方式与控制方式&张福安 李芸27

2.1概述27

2.2制导方式27

2.2.1遥控制导34

2.2.2寻的制导37

2.2.3复合制导41

2.3控制方式43

2.3.1单通道控制方式43

2.3.2双通道控制方式48

2.3.3三通道控制方式50

参考文献61

第3章 导引规律与动态补偿&林维菘63

3.1概述63

3.2导引规律67

3.2.1分类67

3.2.2分析74

3.2.3设计85

3.3动态补偿101

3.3.1动态补偿的类型与设计组成101

3.3.2动态误差的理论计算102

3.3.3法向加速度的解析表达109

3.3.4动态补偿函数的工程设计115

3.3.5拟合算法120

3.3.6补偿精度分析校验129

3.3.7设计实例131

参考文献136

第4章 系统的数学模型&孙连举 孙仕清 黄晓星 冯文剑 何首玲137

4.1概述137

4.1.1输入u和输出y之间关系的直接描述139

4.1.2系统各部分之间关系的方框图描述140

4.1.3状态变量描述法142

4.2建立数学模型过程和方法143

4.2.1建立数学模型的过程143

4.2.2解析法建模144

4.2.3试验法建模165

4.3受控对象——弹体的数学模型174

4.3.1坐标系174

4.3.2刚性弹体数学模型186

4.3.3自旋导弹弹体数学模型220

4.3.4 BTT导弹弹体数学模型242

4.3.5弹性弹体数学模型247

4.4目标与导弹量测系统数学模型264

4.4.1制导雷达及其角跟踪回路的数学模型264

4.4.2导引头及其角跟踪回路的数学模型269

4.5目标运动特性及闪烁特性数学模型274

4.5.1目标运动特性数学模型274

4.5.2目标闪烁特性数学模型282

4.6模块化制导控制系统数学模型及其应用284

4.6.1弹体动力学模块284

4.6.2空间运动学模块288

4.6.3稳定控制模块291

4.6.4制导模块293

4.6.5量测模块295

4.6.6目标模块296

4.6.7制导控制系统的模块表示296

4.7模型的简化方法及简化模型应用298

4.7.1模型降阶法299

4.7.2非线性系统的线性化与简化302

参考文献306

第5章 制导控制回路分析和设计方法&孙连举 黄荣度 黄晓星 冯文剑308

5.1概述308

5.2线性连续系统的分析和设计310

5.2.1稳定控制回路设计312

5.2.2倾斜稳定回路分析设计330

5.2.3制导控制系统的分析设计333

5.3数字式制导控制系统分析和设计337

5.3.1数字式制导控制系统的结构338

5.3.2 A/D变换器和D/A变换器字长的选取339

5.3.3采样速率的选择341

5.3.4数字控制系统的主要设计方法344

5.4考虑弹体弹性的稳定控制回路设计350

5.4.1稳定控制回路设计考虑的弹性振动352

5.4.2考虑弹体弹性的稳定控制回路分析和设计内容353

5.4.3考虑弹体弹性的稳定控制回路分析和设计概念353

5.4.4考虑弹体弹性的稳定控制回路分析和设计358

5.5制导控制系统中的非线性设计与分析368

5.5.1非线性环节在制导控制系统中的作用368

5.5.2非线性分析与设计的工程方法369

5.5.3非线性工程设计的特殊问题374

5.6计算机辅助设计在回路设计中的应用375

5.6.1计算机辅助设计简介375

5.6.2计算机辅助设计在制导控制回路中的应用376

5.7 BTT稳定控制系统的古典频域设计方法385

5.7.1设计要求387

5.7.2稳定控制系统组成391

5.7.3设计特点393

5.7.4线性和非线性分析结论397

参考文献399

第6章 制导控制系统的工程设计&林维菘 何首玲 杨秀兰 孙仕清401

6.1概述401

6.2遥控制导控制系统的工程设计404

6.2.1组成与特点404

6.2.2制导指令的工程设计407

6.2.3线偏差的形成及其限幅设计416

6.2.4遥控指令的工程设计421

6.2.5遭遇点与制导偏差443

6.2.6总体优化设计445

6.3寻的制导控制系统的初步设计448

6.3.1主要误差源449

6.3.2寻的制导系统简化模型451

6.3.3稳定性分析455

6.3.4寻的制导段脱靶量计算458

6.3.5参数要求460

6.4垂直发射制导控制系统设计465

6.4.1全方位快速转弯控制的方案设计465

6.4.2全方位快速转弯控制的工程实现469

6.4.3垂直发射初制导控制举例472

6.5旋转弹制导控制系统设计要求及有关问题481

6.5.1系统设计的基本要求481

6.5.2系统分析设计中的有关问题483

6.6复合制导的交班设计503

6.6.1设计内容503

6.6.2中-末制导交班要求与误差分配504

6.6.3初-中制导交班要求507

参考文献510

第7章 制导控制系统的精度分析 张福安 何首玲512

7.1概述512

7.2作用于系统的主要干扰源513

7.2.1干扰源的分类原则513

7.2.2作用于系统的主要干扰源及误差源515

7.3随机输入和起伏干扰所引起制导误差的统计分析方法520

7.3.1线性常系数系统均方误差的分析521

7.3.2线性变系数系统均方误差的分析——伴随系统方法523

7.3.3非线性系统均方误差的分析——统计线性化方法525

7.3.4蒙特卡洛方法分析系统制导误差528

7.3.5协方差分析描述函数技术（CADET）533

7.4各种方法比较542

参考文献543

第8章 现代控制理论在防空导弹中的应用&孙连举 冯文剑 孙仕清 李芸 杨秀兰544

8.1概述544

8.2垂直发射最优控制律设计548

8.2.1最优控制模型的建立548

8.2.2数值方法553

8.2.3结果分析与结论554

8.3 BTT导弹最优制导律设计556

8.3.1数学描述556

8.3.2制导律设计559

8.3.3剩余飞行时间估算566

8.3.4弹道计算结果与分析567

8.4导引原理及微分博奕在最优拦截制导设计中的应用569

8.4.1导引原理569

8.4.2拦截流形与零控拦截流形571

8.4.3拦截制导律575

8.5对付目标机动的微分对策导引律587

8.5.1问题的提出587

8.5.2三维空间内导弹与目标的追逃对策模型588

8.5.3状态变量分离分层589

8.5.4微分对策的奇异摄动解589

8.5.5数学仿真结果分析590

8.6自适应控制系统592

8.6.1自适应控制系统的分类593

8.6.2高增益自适应控制594

8.6.3模型参考自适应控制（MRAS）598

8.6.4自校正控制系统（STC）604

8.7 时间最优控制用于引入段设计611

8.7.1受控对象的运动方程式611

8.7.2求解最优控制律611

8.7.3工程实现614

8.8线性系统模型跟踪设计方法及应用616

8.8.1数学描述616

8.8.2确定性系统控制器设计619

8.8.3不确定系统控制器设计623

8.8.4设计实例624

参考文献632

第9章 制导控制系统设备及其要求&高龙海 孙连举 杨秀兰 黄荣度635

9.1概述635

9.2执行机构636

9.2.1对执行机构的一般要求637

9.2.2气动执行机构638

9.2.3液压执行机构642

9.2.4电气式执行机构643

9.3探测装置646

9.3.1探测雷达646

9.3.2红外导引头648

9.3.3雷达导引头653

9.4惯性器件660

9.4.1自由陀螺660

9.4.2速率陀螺仪662

9.4.3加速度计668

9.4.4制导控制系统对惯性器件的要求674

9.5捷联惯性测量组合678

9.5.1功能和特点678

9.5.2捷联惯性测量组合的组成679

9.5.3对性能指标的要求679

9.5.4误差补偿682

9.6弹载制导计算机683

参考文献688

第10章 制导控制系统的仿真和模型辨识&彭冠一 李芸 孙仕清690

10.1概述690

10.2型号研制各阶段的系统仿真及其任务691

10.2.1型号方案论证阶段的仿真692

10.2.2型号研制阶段仿真及其任务693

10.3半实物仿真705

10.3.1半实物仿真的目的706

10.3.2半实物仿真系统的组成707

10.3.3半实物仿真系统对主要组成部分的要求714

10.4仿真模型与系统辨识722

10.4.1问题提出722

10.4.2数学模型723

10.4.3用方程误差法辨识气动参数725

10.4.4用广义卡尔曼滤波法辨识气动参数730

10.4.5用广义卡尔曼滤波法对飞行数据进行一致性检验733

10.4.6仿真模型检验737

10.5飞行试验结果分析与仿真738

10.5.1飞行试验目的与试验设计738

10.5.2飞行试验前预估分析739

10.5.3飞行试验后的结果分析739

10.5.4模型校验742

10.6系统仿真的置信问题742

10.6.1飞行弹道特性（含姿态）仿真的置信问题743

10.6.2精度系统仿真的置信问题745

参考文献758