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第1章 绪论1

1.1 旋转导弹的发展1

1.2 旋转导弹的应用现状2

1.2.1 在防空反导导弹领域的应用现状2

1.2.2 在制导兵器领域的应用现状7

1.2.3 在再入飞行器领域的应用现状13

1.3 本书的主要内容15

参考文献18

第2章 旋转导弹飞行动力学模型19

2.1 引言19

2.2 三类模型中通用坐标系及通用角度的定义19

2.2.1 通用坐标系的定义20

2.2.2 通用角度的定义20

2.3 坐标系之间的旋转变换及矢量导数关系21

2.3.1 坐标系之间的旋转变换21

2.3.2 坐标系之间的矢量导数关系22

2.4 基于弹体坐标系的飞行动力学模型23

2.4.1 引入新的坐标系定义23

2.4.2 引入新的角度定义24

2.4.3 坐标系之间的关系24

2.4.4 角度的计算公式24

2.4.5 导弹质心运动的微分方程27

2.4.6 导弹绕质心转动的微分方程32

2.5 基于准弹体坐标系的飞行动力学模型35

2.5.1 引入新的坐标系定义35

2.5.2 引入新的角度定义36

2.5.3 坐标系之间的关系37

2.5.4 角度的计算公式37

2.5.5 导弹质心运动的微分方程39

2.5.6 导弹绕质心转动的微分方程44

2.6 基于非旋弹体坐标系的飞行动力学模型47

2.6.1 引入新的坐标系定义47

2.6.2 引入新的角度定义50

2.6.3 坐标系之间的关系50

2.6.4 角度的计算公式51

2.6.5 导弹质心运动的微分方程53

2.6.6 导弹绕质心转动的微分方程58

2.7 三类模型的对比61

2.7.1 在使用上的对比61

2.7.2 在形式上的对比61

2.8 MATLAB在坐标转换矩阵与几何关系方程推导中的应用61

2.8.1 在坐标转换矩阵推导中的应用62

2.8.2 在几何关系方程推导中的应用63

2.9 本章小结69

参考文献71

第3章 旋转导弹弹体的动态稳定性73

3.1 引言73

3.2 面对称旋转导弹弹体角运动模型73

3.3 轴对称旋转导弹弹体角运动模型81

3.4 旋转导弹弹体动态稳定性判据82

3.5 本章小结84

参考文献86

第4章 旋转导弹弹体的状态方程和传递函数87

4.1 引言87

4.2 旋转导弹在弹体坐标系下弹体的状态方程87

4.3 旋转导弹在弹体坐标系下弹体的传递函数89

4.3.1 双通道空气舵控制旋转导弹89

4.3.2 单通道空气舵控制旋转导弹93

4.3.3 姿控发动机控制旋转导弹97

4.4 旋转导弹在非旋弹体坐标系下弹体的状态方程99

4.4.1 双通道空气舵控制旋转导弹99

4.4.2 单通道空气舵控制旋转导弹100

4.4.3 姿控发动机控制旋转导弹102

4.5 旋转导弹在非旋弹体坐标系下弹体的传递函数103

4.5.1 双通道空气舵控制旋转导弹103

4.5.2 单通道空气舵控制旋转导弹105

4.5.3 姿控发动机控制旋转导弹107

4.6 旋转导弹弹体角运动辨识理论110

4.7 本章小结112

参考文献113

第5章 旋转导弹弹体的弹性特性114

5.1 引言114

5.2 旋转导弹挠性变形方程114

5.3 旋转导弹弹体弹性固有频率119

5.4 本章小结121

参考文献122

第6章 旋转导弹动不平衡和安装误差对惯性器件输出的影响及补偿123

6.1 引言123

6.2 坐标系和角度的定义123

6.3 弹体动不平衡和安装误差对惯性器件测量结果的影响124

6.3.1 弹体动不平衡和安装误差对速率陀螺仪测量结果的影响125

6.3.2 弹体动不平衡和安装误差对加速度计测量结果的影响126

6.4 数学仿真与分析131

6.5 补偿方法132

6.6 本章小结137

参考文献138

第7章 空气舵控制旋转导弹两回路过载自动驾驶仪的旋转变换139

7.1 引言139

7.2 双通道空气舵控制旋转导弹两回路过载自动驾驶仪的旋转变换139

7.2.1 自动驾驶仪的结构139

7.2.2 自动驾驶仪回路的旋转变换140

7.2.3 与倾斜稳定导弹两回路过载自动驾驶仪的对比146

7.2.4 数学仿真验证148

7.3 单通道空气舵控制旋转导弹两回路过载自动驾驶仪的旋转变换150

7.3.1 自动驾驶仪的结构150

7.3.2 自动驾驶仪回路的旋转变换151

7.3.3 与倾斜稳定导弹两回路过载自动驾驶仪的对比158

7.3.4 自动驾驶仪回路的简化160

7.3.5 数学仿真验证160

7.4 双通道和单通道空气舵控制旋转导弹两回路自动驾驶仪的快速性对比163

7.5 本章小结163

参考文献164

第8章 单通道空气舵控制旋转导弹两回路过载自动驾驶仪设计165

8.1 引言165

8.2 单通道空气舵控制旋转导弹采用两回路过载自动驾驶仪的必要性165

8.3 单通道空气舵控制旋转导弹两回路过载自动驾驶仪的耦合性分析169

8.4 单通道空气舵控制旋转导弹两回路过载自动驾驶仪的初步设计169

8.5 单通道空气舵控制旋转导弹两回路过载自动驾驶仪的解耦设计171

8.5.1 串联补偿法解耦171

8.5.2 前馈补偿法解耦176

8.5.3 两种解耦方法对比180

8.6 本章小结181

参考文献182

第9章 双通道空气舵控制旋转导弹三回路过载自动驾驶仪设计183

9.1 引言183

9.2 双通道控制方式的优势分析183

9.3 三回路过载自动驾驶仪的实现186

9.4 三回路过载自动驾驶仪参数的确定方法190

9.4.1 自动驾驶仪结构的简化190

9.4.2 频域解析法192

9.4.3 极点配置法196

9.4.4 设计结果198

9.5 本章小结200

参考文献201

第10章 旋转导弹全捷联导引头比例导引制导律202

10.1 引言202

10.2 坐标系的定义203

10.3 各坐标系之间的关系203

10.4 视线角的计算公式205

10.5 比例导引制导律的实现206

10.6 本章小结209

参考文献210

第11章 旋转导弹相位干涉仪比例导引制导律211

11.1 引言211

11.2 相位干涉仪实现比例导引制导律原理211

11.3 坐标系的定义212

11.4 各坐标系之间的关系213

11.5 相位干涉仪的测角原理215

11.5.1 单平面下相位干涉仪的角度测量215

11.5.2 导弹旋转条件下相位干涉仪的角度测量216

11.6 动力陀螺导引头的原理及组成220

11.7 相位干涉仪实现比例导引制导律方法221

11.7.1 动力陀螺外框架角的确定221

11.7.2 弹目视线与动力陀螺转子轴的误差角223

11.7.3 数学仿真与分析224

11.8 本章小结229

参考文献230

附录 多项式矩阵的通用旋转变换方法231