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(lèi) 4
1.2.1自主制導(dǎo) 4
1.2.2遙控制導(dǎo) 8
1.2.3自動(dòng)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(wèn)題 36
2.4.2最優(yōu)控制的應(yīng)用類(lèi)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(wèn)題 47
2.4.6極小值原理 54
2.4.7線性二次型問(wèn)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(dòng)瞄準(zhǔn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(shí)間 83
3.3.4導(dǎo)彈的法向過(guò)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(duì)運(yùn)動(dòng)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(lèi)、組成及工作狀態(tài) 99
4.1.1導(dǎo)引頭分類(lèi) 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(dòng)力陀螺導(dǎo)引頭 103
4.2.2平臺(tái)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(tái)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(jì) 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(tái)導(dǎo)引頭隔離度傳遞函數(shù)及寄生回路 114
4.4.1平臺(tái)導(dǎo)引頭隔離度傳遞函數(shù) 114
4.4.2平臺(tái)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(dòng)力學(xué)特性分析 123
5.2.1無(wú)動(dòng)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(dòng)力學(xué)時(shí)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(dòng)力學(xué)時(shí)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(dòng)時(shí)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(dòng)及導(dǎo)彈制導(dǎo)動(dòng)力學(xué)時(shí)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(duì)運(yùn)動(dòng)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(guò)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(hào) 162
6.4.2前置信號(hào) 163
6.4.3誤差信號(hào) 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(dòng)制導(dǎo)方法 172
7.1小偏差線性攝動(dòng)理論 172
7.1.1用攝動(dòng)法研究擾動(dòng)因素對(duì)導(dǎo)彈落點(diǎn)偏差的影響 173
7.1.2主動(dòng)段終點(diǎn)參數(shù)偏差與射程和橫程的關(guān)系 174
7.2攝動(dòng)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(dòng)制導(dǎo)諸元確定方法 186
7.4.1攝動(dòng)制導(dǎo)方案射擊諸元的迭代確定方法 186
74.2攝動(dòng)制導(dǎo)彈道偏導(dǎo)數(shù)計(jì)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(shí)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(mǎn)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(jì)算簡(jiǎn)化 204
8.3.2轉(zhuǎn)入小步長(zhǎng)計(jì)算的判別式確定 204
8.3.3關(guān)機(jī)時(shí)間的線性預(yù)報(bào) 204
8.3.4導(dǎo)引及關(guān)機(jī)時(shí)間預(yù)報(bào)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(wèn)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(wèn)題描述 219
9.1.3推力積分系數(shù)計(jì)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(shí)間計(jì)算 224
9.2.4入軌點(diǎn)航程角估算 225
9.2.5控制參數(shù)計(jì)算 226
9.2.6迭代計(jì)算流程 228
9.3動(dòng)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(jì)算 234
9.3.4引力積分 235
9.3.5迭代計(jì)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(jì)算流程 238
9.4.2控制參數(shù)計(jì)算 239
9.4.3改進(jìn)迭代計(jì)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(cè)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(dòng)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(jiǎn)化的再入運(yùn)動(dòng)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(dòng)的側(cè)向制導(dǎo) 265
10.4最優(yōu)再入機(jī)動(dòng)末制導(dǎo)方法 266
10.4.1相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(duì)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(tái)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(tái)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(duì)準(zhǔn)技術(shù) 295
11.3.1平臺(tái)式慣導(dǎo)自對(duì)準(zhǔn)技術(shù) 296
11.3.2捷聯(lián)式慣導(dǎo)自對(duì)準(zhǔn)技術(shù) 299
11.3.3動(dòng)基座下捷聯(lián)式慣導(dǎo)的傳遞對(duì)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(cè)方程 319
12.2.4仿真實(shí)例 321思考題 323 參考文獻(xiàn) 323
附錄 彈道導(dǎo)數(shù)計(jì)算公式 324