目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1制導系統(tǒng)的定義 2
1.1.1廣義定義 2
1.1.2狹義定義 3
1.2制導系統(tǒng)的分類 4
1.2.1自主制導 4
1.2.2遙控制導 8
1.2.3自動尋的制導 12
1.2.4復合制導 13參考文獻 15
第2章 導航與制導的理論基礎 16
2.1地球形狀及引力模型 16
2.1.1地球形狀 16
2.1.2地理緯度與地心緯度之差 17
2.1.3地心緯度和地心矢徑的確定 18
2.1.4地心角和球面方位角 19
2.1.5引力和重力 20
2.2常用坐標系定義及其轉換 21
2.2.1常用坐標系定義 21
2.2.2常用坐標系間轉換 23
2.3濾波算法 26
2.3.1經(jīng)典濾波器 26
2.3.2離散型線性卡爾曼濾波 28
2.3.3非線性卡爾曼濾波 31
2.4最優(yōu)控制理論基礎 36
2.4.1最優(yōu)控制問題 36
2.4.2最優(yōu)控制的應用類型 38
2.4.3最優(yōu)控制的研究方法 40
2.4.4最優(yōu)控制中的變分法 40
2.4.5變分法解最優(yōu)控制問題 47
2.4.6極小值原理 54
2.4.7線性二次型問題的最優(yōu)控制 68
參考文獻 76
第3章 自尋的制導算法 77
3.1攔截必要性條件分析 77
3.2自動瞄準的相對運動方程 80
3.3追蹤法 81
3.3.1彈道方程 81
3.3.2直接命中目標的條件 82
3.3.3導彈命中目標需要的飛行時間 83
3.3.4導彈的法向過載 84
3.3.5允許攻擊區(qū) 85
3.4平行接近法 87
3.5比例導引法 90
3.5.1比例導引法的相對運動方程組 90
3.5.2彈道特性的討論 91
3.5.3比例系數(shù) N的選擇 94
3.5.4比例導引法的優(yōu)缺點 95
3.5.5三維比例導引 95
思考題 96
參考文獻 96
第4章 導引頭跟蹤與穩(wěn)定回路 97
4.1導引頭分類、組成及工作狀態(tài) 99
4.1.1導引頭分類 99
4.1.2導引頭組成 100
4.1.3導引頭工作狀態(tài) 101
4.2導引頭穩(wěn)定跟蹤機構 102
4.2.1動力陀螺導引頭 103
4.2.2平臺穩(wěn)定導引頭 104
4.2.3半捷聯(lián)導引頭 106
4.2.4全捷聯(lián)導引頭 107
4.3平臺導引頭穩(wěn)定跟蹤回路 109
4.3.1穩(wěn)定跟蹤回路及視線角速度估計 109
4.3.2導引頭回路抗干擾力矩的機理分析 111
4.4平臺導引頭隔離度傳遞函數(shù)及寄生回路 114
4.4.1平臺導引頭隔離度傳遞函數(shù) 114
4.4.2平臺導引頭隔離度寄生回路 116
思考題 119
參考文獻 119
第5章 比例導引律最優(yōu)性分析及擴展 120
5.1基于二次型的最優(yōu)導引律 120
5.2比例導引法動力學特性分析 123
5.2.1無動力學滯后的比例導引律分析 123
5.2.2考慮導彈制導動力學時的比例導引特性研究 128
5.3擴展比例導引律 133
5.3.1考慮導彈制導動力學時的最優(yōu)擴展比例導引律 (OPN1) 133
5.3.2考慮目標常值機動時的最優(yōu)擴展比例導引律 (OPN2) 138
5.3.3考慮目標常值機動及導彈制導動力學時的擴展比例導引律 (OPN3) 140
5.3.4帶落角約束的比例導引律 145
思考題 146
參考文獻 147
第6章 視線制導 148
6.1視線制導組成及原理 148
6.2三點法導引 150
6.2.1三點法導引關系式 150
6.2.2相對運動學方程組 150
6.2.3導彈轉彎速率 152
6.2.4攻擊禁區(qū) 155
6.2.5三點法導引的優(yōu)缺點 156
6.2.6三點法導引法向過載 157
6.3改進三點法導引 159
6.4視線制導指令形成 162
6.4.1線偏差信號 162
6.4.2前置信號 163
6.4.3誤差信號 164
65視線制導回路分析 170
思考題 171
參考文獻 171
第7章 攝動制導方法 172
7.1小偏差線性攝動理論 172
7.1.1用攝動法研究擾動因素對導彈落點偏差的影響 173
7.1.2主動段終點參數(shù)偏差與射程和橫程的關系 174
7.2攝動制導的關機方程 176
7.2.1按射程關機 176
7.2.2按速度關機 177
7.3橫向導引與法向導引 180
7.3.1橫向導引 181
7.3.2法向導引 184
7.4攝動制導諸元確定方法 186
7.4.1攝動制導方案射擊諸元的迭代確定方法 186
74.2攝動制導彈道偏導數(shù)計算 187
思考題 191
參考文獻 191
第8章 閉路制導原理 192
8.1需要速度的確定 192
8.1.1地球不旋轉前提下需要速度的確定 192
8.1.2目標隨地球旋轉時需要速度的確定 197
8.2閉路制導的導引 199
8.2.1待增速度及其所滿足的微分方程 199
8.2.2閉路制導的關機導引 200
8.3閉路制導的關機控制 203
8.3.1關機點附近制導計算簡化 204
8.3.2轉入小步長計算的判別式確定 204
8.3.3關機時間的線性預報 204
8.3.4導引及關機時間預報綜述 205
8.4閉路制導方案射擊諸元的確定方法 205
8.4.1最佳射擊方位角的確定方法 205
8.4.2彈道傾角.H的確定方法 206
8.4.3虛擬目標的確定方法 207
8.5耗盡關機導彈的導引與控制 207
8.5.1閉路導引段的導引及待增視速度的確定 208
8.5.2姿態(tài)調整段的導引 209
8.5.3常姿態(tài)導引段的導引 215
8.5.4關于比沖誤差的處理 217
思考題 217
參考文獻 217
第9章 迭代制導 218
9.1火箭真空段入軌最優(yōu)控制問題 218
9.1.1坐標系定義和轉換 218
9.1.2火箭最優(yōu)入軌問題描述 219
9.1.3推力積分系數(shù)計算 220
9.2迭代制導算法 221
9.2.1迭代制導算法最優(yōu)解推導 221
9.2.2 IGM的線性角假設 223
9.2.3剩余飛行時間計算 224
9.2.4入軌點航程角估算 225
9.2.5控制參數(shù)計算 226
9.2.6迭代計算流程 228
9.3動力顯式制導算法 231
9.3.1 PEG最優(yōu)解推導 231
9.3.2推力積分 233
9.3.3控制參數(shù)計算 234
9.3.4引力積分 235
9.3.5迭代計算流程 236
9.4改進迭代制導算法 237
9.4.1改進迭代制導的計算流程 238
9.4.2控制參數(shù)計算 239
9.4.3改進迭代計算流程 241思考題 242 參考文獻 242
第10章 滑翔再入飛行器制導方法 243
10.1滑翔再入制導的基本思想 243
10.1.1標準軌道再入制導的基本思想 243
10.1.2再入軌道預測制導的基本思想 245
10.1.3廣義的標準軌道再入制導的基本思想 247
10.2標準軌道再入制導方法 249
10.2.1縱向制導 249
10.2.2側向制導 250
10.2.3縱平面運動方程的線性化 251
10.2.4最佳反饋增益系數(shù)的求解 255
10.3廣義的標準軌道再入制導方法 256
10.3.1簡化的再入運動數(shù)學模型 256
10.3.2廣義的標準軌道再入制導原理 257
10.3.3再入縱向制導 258
10.3.4再入制導的航程更新 264
10.3.5再入機動的側向制導 265
10.4最優(yōu)再入機動末制導方法 266
10.4.1相對運動方程 266
10.4.2俯沖平面內最優(yōu)導引規(guī)律 267
10.4.3轉彎平面內最優(yōu)導引規(guī)律 269
10.4.4速度控制方法 270
10.4.5導引參數(shù)確定 274
思考題 275
參考文獻 275
第11章 慣性導航原理與對準技術 276
11.1慣性導航系統(tǒng)的力學編排 276
11.1.1比力方程 276
11.1.2平臺式慣導系統(tǒng)力學編排 278
11.1.3捷聯(lián)式慣導系統(tǒng)力學編排 280
11.2慣性導航系統(tǒng)的誤差分析 285
11.2.1慣組器件誤差模型 286
11.2.2平臺式慣導系統(tǒng)誤差方程 288
11.2.3捷聯(lián)式慣導系統(tǒng)誤差方程 291
11.3慣性導航初始對準技術 295
11.3.1平臺式慣導自對準技術 296
11.3.2捷聯(lián)式慣導自對準技術 299
11.3.3動基座下捷聯(lián)式慣導的傳遞對準技術 301
思考題 305
參考文獻 305
第12章 慣性/衛(wèi)星組合導航原理 306
12.1組合導航主要任務 306
12.2 慣性/衛(wèi)星組合導航算法 308
12.2.1 慣性/衛(wèi)星組合導航組合模式 310
12.2.2 INS和GPS接收機的誤差模型 315
12.2.3位置、速度組合的狀態(tài)方程和觀測方程 319
12.2.4仿真實例 321思考題 323 參考文獻 323
附錄 彈道導數(shù)計算公式 324