臨近空間高超聲速飛行器兼具航天器與航空器的優(yōu)點,融合了當今諸多航空 航天的前沿技術,是未來飛行器的重要發(fā)展方向,受到全世界各軍事強國的青睞。 以臨近空間高超聲速飛行器技術為基礎的高超聲速飛行器武器系統(tǒng),必將成為導 彈武器裝備體系中的“撒手锏”利器。本書緊跟臨近空間高超聲速飛行器前沿技術,以高超聲速飛行器控制系統(tǒng)為主要內(nèi)容,結(jié)合課題組近年來的教學與科學研 究情況編撰而成。

本書力求遵循由淺入深、由易到難、由簡到繁、循序漸進的教學規(guī)律,較為系 統(tǒng)地介紹國內(nèi)外高超聲速飛行器控制系統(tǒng)技術。第1章臨近空間高超聲速飛行 器概述,介紹臨近空間高超聲速飛行器的定義及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。第2章介紹臨 近空間大氣環(huán)境,分析臨近空間對高超聲速飛行器的影響。第3章控制系統(tǒng)原理及分析,重點介紹臨近空間飛行器的控制系統(tǒng)方案及結(jié)構(gòu)。第4章激光捷聯(lián)慣性 導航系統(tǒng),重點介紹臨近空間飛行器常采用的激光捷聯(lián)慣組的基本原理,激光陀 螺儀與加速度計以及組合導航的特點及原理。第5章姿態(tài)控制系統(tǒng),重點介紹高 超聲速飛行器的姿態(tài)控制系統(tǒng)方案、主要性能要求以及姿態(tài)控制系統(tǒng)的工作過程 及原理。第6章臨近空間飛行器制導系統(tǒng),詳細分析高超聲速飛行器的制導原 理、各飛行階段的運動數(shù)學模型,并介紹軌跡優(yōu)化及最優(yōu)末制導律設計方法。第7章重點介紹臨近空間飛行器彈星地通信原理及特點。第8章介紹了課題組近年來的最新研究成果,即臨近空間高超聲速飛行器魯棒控制技術,重點介紹考慮控制約束的魯棒模型預測控制算法。

焚膏油以繼晷,恒兀兀以窮年。本書是筆者所在的教學科研團隊在高超聲速 飛行器控制系統(tǒng)領域歷年教學與科研實踐工作的基礎上,結(jié)合國內(nèi)外相關文獻而 編寫的。主要編寫人員有秦偉偉、劉剛、趙欣、王俊提等,由劉剛教授統(tǒng)籌。其中, 第1章由秦偉偉、劉剛編寫,第2章由劉剛編寫,第3、 5、 6章由秦偉偉編寫,第4章 由趙欣編寫,第7章由王俊提編寫,第8章由秦偉偉編寫。全書由秦偉偉統(tǒng)稿, 王俊提負責審修、趙欣負責校對。同時,課題組何兵副教授、王慶文講師和博士 研究生胡琛、李振華、林浩申、安喜彬等,以及碩士研究生潘點恒、張廣豪、葉多 福、張凱杰、馬霄龍等同學在材料收集、學術討論、圖表繪制和公式編寫上做了大量工作。

本書的編寫工作得到了火箭軍工程大學訓練部教務處、空間工程系領導以及 701教研室領導和同事的鼎力支持和無私幫助。同時,本書在編寫過程中得到了火箭軍工程大學汪立新教授和劉潔瑜教授的大力支持和幫助。本書在編寫過程 中參考了《高超聲速飛行器制導與控制技術》《吸氣式高超聲速飛行器控制技術》 《導彈慣性制導技術》等書中部分內(nèi)容,在此對這些作者表示衷心的感謝,并對文 中引用的參考文獻的作者表示感謝。此外,本書介紹的部分研究工作得到了國家 自然科學基金項目“面向全飛行包線的高超聲速飛行器復雜動態(tài)建模及主動魯棒控制”(批準號: 61503392)的資助。 受限于筆者之能力,本書難免有不妥之處,懇請讀者批評指正,以使之完善提高。

作 者

2017年6月于西