目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1制導(dǎo)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(dǎo)系統(tǒng)的分類 4
1.2.1自主制導(dǎo) 4
1.2.2遙控制導(dǎo) 8
1.2.3自動尋的制導(dǎo) 12
1.2.4復(fù)合制導(dǎo) 13參考文獻(xiàn) 15
第2章 導(dǎo)航與制導(dǎo)的理論基礎(chǔ) 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(biāo)系定義及其轉(zhuǎn)換 21
2.2.1常用坐標(biāo)系定義 21
2.2.2常用坐標(biāo)系間轉(zhuǎn)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(chǔ) 36
2.4.1最優(yōu)控制問題 36
2.4.2最優(yōu)控制的應(yīng)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(xiàn) 76
第3章 自尋的制導(dǎo)算法 77
3.1攔截必要性條件分析 77
3.2自動瞄準(zhǔn)的相對運(yùn)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(biāo)的條件 82
3.3.3導(dǎo)彈命中目標(biāo)需要的飛行時間 83
3.3.4導(dǎo)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(dǎo)引法 90
3.5.1比例導(dǎo)引法的相對運(yùn)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(dǎo)引法的優(yōu)缺點(diǎn) 95
3.5.5三維比例導(dǎo)引 95
思考題 96
參考文獻(xiàn) 96
第4章 導(dǎo)引頭跟蹤與穩(wěn)定回路 97
4.1導(dǎo)引頭分類、組成及工作狀態(tài) 99
4.1.1導(dǎo)引頭分類 99
4.1.2導(dǎo)引頭組成 100
4.1.3導(dǎo)引頭工作狀態(tài) 101
4.2導(dǎo)引頭穩(wěn)定跟蹤機(jī)構(gòu) 102
4.2.1動力陀螺導(dǎo)引頭 103
4.2.2平臺穩(wěn)定導(dǎo)引頭 104
4.2.3半捷聯(lián)導(dǎo)引頭 106
4.2.4全捷聯(lián)導(dǎo)引頭 107
4.3平臺導(dǎo)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(dǎo)引頭回路抗干擾力矩的機(jī)理分析 111
4.4平臺導(dǎo)引頭隔離度傳遞函數(shù)及寄生回路 114
4.4.1平臺導(dǎo)引頭隔離度傳遞函數(shù) 114
4.4.2平臺導(dǎo)引頭隔離度寄生回路 116
思考題 119
參考文獻(xiàn) 119
第5章 比例導(dǎo)引律最優(yōu)性分析及擴(kuò)展 120
5.1基于二次型的最優(yōu)導(dǎo)引律 120
5.2比例導(dǎo)引法動力學(xué)特性分析 123
5.2.1無動力學(xué)滯后的比例導(dǎo)引律分析 123
5.2.2考慮導(dǎo)彈制導(dǎo)動力學(xué)時的比例導(dǎo)引特性研究 128
5.3擴(kuò)展比例導(dǎo)引律 133
5.3.1考慮導(dǎo)彈制導(dǎo)動力學(xué)時的最優(yōu)擴(kuò)展比例導(dǎo)引律 (OPN1) 133
5.3.2考慮目標(biāo)常值機(jī)動時的最優(yōu)擴(kuò)展比例導(dǎo)引律 (OPN2) 138
5.3.3考慮目標(biāo)常值機(jī)動及導(dǎo)彈制導(dǎo)動力學(xué)時的擴(kuò)展比例導(dǎo)引律 (OPN3) 140
5.3.4帶落角約束的比例導(dǎo)引律 145
思考題 146
參考文獻(xiàn) 147
第6章 視線制導(dǎo) 148
6.1視線制導(dǎo)組成及原理 148
6.2三點(diǎn)法導(dǎo)引 150
6.2.1三點(diǎn)法導(dǎo)引關(guān)系式 150
6.2.2相對運(yùn)動學(xué)方程組 150
6.2.3導(dǎo)彈轉(zhuǎn)彎速率 152
6.2.4攻擊禁區(qū) 155
6.2.5三點(diǎn)法導(dǎo)引的優(yōu)缺點(diǎn) 156
6.2.6三點(diǎn)法導(dǎo)引法向過載 157
6.3改進(jìn)三點(diǎn)法導(dǎo)引 159
6.4視線制導(dǎo)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(dǎo)回路分析 170
思考題 171
參考文獻(xiàn) 171
第7章 攝動制導(dǎo)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(dǎo)彈落點(diǎn)偏差的影響 173
7.1.2主動段終點(diǎn)參數(shù)偏差與射程和橫程的關(guān)系 174
7.2攝動制導(dǎo)的關(guān)機(jī)方程 176
7.2.1按射程關(guān)機(jī) 176
7.2.2按速度關(guān)機(jī) 177
7.3橫向?qū)б�與法向?qū)б?180
7.3.1橫向?qū)б?181
7.3.2法向?qū)б?184
7.4攝動制導(dǎo)諸元確定方法 186
7.4.1攝動制導(dǎo)方案射擊諸元的迭代確定方法 186
74.2攝動制導(dǎo)彈道偏導(dǎo)數(shù)計算 187
思考題 191
參考文獻(xiàn) 191
第8章 閉路制導(dǎo)原理 192
8.1需要速度的確定 192
8.1.1地球不旋轉(zhuǎn)前提下需要速度的確定 192
8.1.2目標(biāo)隨地球旋轉(zhuǎn)時需要速度的確定 197
8.2閉路制導(dǎo)的導(dǎo)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(dǎo)的關(guān)機(jī)導(dǎo)引 200
8.3閉路制導(dǎo)的關(guān)機(jī)控制 203
8.3.1關(guān)機(jī)點(diǎn)附近制導(dǎo)計算簡化 204
8.3.2轉(zhuǎn)入小步長計算的判別式確定 204
8.3.3關(guān)機(jī)時間的線性預(yù)報 204
8.3.4導(dǎo)引及關(guān)機(jī)時間預(yù)報綜述 205
8.4閉路制導(dǎo)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(biāo)的確定方法 207
8.5耗盡關(guān)機(jī)導(dǎo)彈的導(dǎo)引與控制 207
8.5.1閉路導(dǎo)引段的導(dǎo)引及待增視速度的確定 208
8.5.2姿態(tài)調(diào)整段的導(dǎo)引 209
8.5.3常姿態(tài)導(dǎo)引段的導(dǎo)引 215
8.5.4關(guān)于比沖誤差的處理 217
思考題 217
參考文獻(xiàn) 217
第9章 迭代制導(dǎo) 218
9.1火箭真空段入軌最優(yōu)控制問題 218
9.1.1坐標(biāo)系定義和轉(zhuǎn)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(dǎo)算法 221
9.2.1迭代制導(dǎo)算法最優(yōu)解推導(dǎo) 221
9.2.2 IGM的線性角假設(shè) 223
9.2.3剩余飛行時間計算 224
9.2.4入軌點(diǎn)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(dǎo)算法 231
9.3.1 PEG最優(yōu)解推導(dǎo) 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(jìn)迭代制導(dǎo)算法 237
9.4.1改進(jìn)迭代制導(dǎo)的計算流程 238
9.4.2控制參數(shù)計算 239
9.4.3改進(jìn)迭代計算流程 241思考題 242 參考文獻(xiàn) 242
第10章 滑翔再入飛行器制導(dǎo)方法 243
10.1滑翔再入制導(dǎo)的基本思想 243
10.1.1標(biāo)準(zhǔn)軌道再入制導(dǎo)的基本思想 243
10.1.2再入軌道預(yù)測制導(dǎo)的基本思想 245
10.1.3廣義的標(biāo)準(zhǔn)軌道再入制導(dǎo)的基本思想 247
10.2標(biāo)準(zhǔn)軌道再入制導(dǎo)方法 249
10.2.1縱向制導(dǎo) 249
10.2.2側(cè)向制導(dǎo) 250
10.2.3縱平面運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)軌道再入制導(dǎo)方法 256
10.3.1簡化的再入運(yùn)動數(shù)學(xué)模型 256
10.3.2廣義的標(biāo)準(zhǔn)軌道再入制導(dǎo)原理 257
10.3.3再入縱向制導(dǎo) 258
10.3.4再入制導(dǎo)的航程更新 264
10.3.5再入機(jī)動的側(cè)向制導(dǎo) 265
10.4最優(yōu)再入機(jī)動末制導(dǎo)方法 266
10.4.1相對運(yùn)動方程 266
10.4.2俯沖平面內(nèi)最優(yōu)導(dǎo)引規(guī)律 267
10.4.3轉(zhuǎn)彎平面內(nèi)最優(yōu)導(dǎo)引規(guī)律 269
10.4.4速度控制方法 270
10.4.5導(dǎo)引參數(shù)確定 274
思考題 275
參考文獻(xiàn) 275
第11章 慣性導(dǎo)航原理與對準(zhǔn)技術(shù) 276
11.1慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的力學(xué)編排 276
11.1.1比力方程 276
11.1.2平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)力學(xué)編排 278
11.1.3捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)力學(xué)編排 280
11.2慣性導(dǎo)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(dǎo)系統(tǒng)誤差方程 288
11.2.3捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差方程 291
11.3慣性導(dǎo)航初始對準(zhǔn)技術(shù) 295
11.3.1平臺式慣導(dǎo)自對準(zhǔn)技術(shù) 296
11.3.2捷聯(lián)式慣導(dǎo)自對準(zhǔn)技術(shù) 299
11.3.3動基座下捷聯(lián)式慣導(dǎo)的傳遞對準(zhǔn)技術(shù) 301
思考題 305
參考文獻(xiàn) 305
第12章 慣性/衛(wèi)星組合導(dǎo)航原理 306
12.1組合導(dǎo)航主要任務(wù) 306
12.2 慣性/衛(wèi)星組合導(dǎo)航算法 308
12.2.1 慣性/衛(wèi)星組合導(dǎo)航組合模式 310
12.2.2 INS和GPS接收機(jī)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(xiàn) 323
附錄 彈道導(dǎo)數(shù)計算公式 324