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第1章 绪论1

1.1 制导系统2

1.1.1 自寻的制导律概述2

1.1.2 常用自寻的制导律3

1.2 控制系统4

1.2.1 自动驾驶仪概述4

1.2.2 自动驾驶仪的种类5

1.3 本书特色及章节安排6

第2章 导弹控制系统建模与弹体特性分析8

2.1 坐标系定义与弹体动力学基本方程8

2.1.1 常用坐标系和角度定义8

2.1.2 坐标系之间的转换10

2.1.3 弹体动力学基本方程10

2.2 弹体控制模型的建立12

2.2.1 舵偏角的定义13

2.2.2 质心运动的控制方程14

2.2.3 绕质心运动的控制方程15

2.2.4 动力学系数的定义17

2.2.5 STT控制线性方程组19

2.3 弹体运动的状态空间表示和传递函数表示20

2.3.1 弹体运动的状态空间表示20

2.3.2 弹体运动的传递函数表示21

2.4 纵向控制特性分析23

2.4.1 平衡攻角定义23

2.4.2 静稳定性和稳定性24

2.4.3 尾舵控制和鸭舵控制特性分析25

2.5 弹体开环特性分析28

2.5.1 传函特点分析29

2.5.2 频域特性分析31

2.6 扩展阅读34

第3章 典型结构过载驾驶仪设计及分析35

3.1 控制系统的性能指标选择35

3.1.1 矢量裕度与鲁棒性能35

3.1.2 高阶系统的最优极点设计39

3.1.3 驾驶仪开环截止频率的选择40

3.1.4 驾驶仪的时域、频域性能指标41

3.2 状态反馈和输出反馈42

3.2.1 状态反馈42

3.2.2 输出反馈43

3.2.3 SIMO系统状态反馈的极点配置44

3.2.4 SIMO系统输出反馈的极点配置44

3.3 典型结构过载驾驶仪的极点配置设计45

3.3.1 经典两回路驾驶仪极点配置设计45

3.3.2 带PI校正的两回路驾驶仪极点配置设计47

3.3.3 经典三回路驾驶仪极点配置设计48

3.4 伪攻角反馈过载驾驶仪的极点配置设计49

3.4.1 伪攻角反馈驾驶仪的提出49

3.4.2 伪攻角反馈三回路驾驶仪极点配置设计51

3.5 典型结构过载驾驶仪的解析设计方法52

3.5.1 经典三回路驾驶仪的解析设计方法52

3.5.2 伪攻角反馈三回路驾驶仪的解析设计方法56

3.5.3 经典两回路驾驶仪的解析设计方法57

3.6 典型结构过载驾驶仪性能分析58

3.6.1 基于开环穿越频率约束的设计结果比较59

3.6.2 伪攻角反馈／经典三回路驾驶仪性能分析与比较59

3.7 不同结构驾驶仪对静不稳定弹的稳定边界分析64

3.7.1 阻尼内回路对静不稳定弹的稳定下界分析64

3.7.2 姿态角反馈／伪攻角反馈的增稳回路对静不稳定弹的稳定下界分析65

3.7.3 经典／伪攻角反馈三回路过载驾驶仪对静不稳定弹的稳定下界分析67

3.7.4 经典两回路过载驾驶仪对静不稳定弹的稳定下界分析68

3.7.5 不同结构驾驶仪对静不稳定弹的稳定上界分析69

3.8 扩展阅读71

第4章 过载驾驶仪的LQR设计方法72

4.1 线性二次型最优控制问题72

4.1.1 标准LQR问题72

4.1.2 LQR问题的扩展——考虑Du项的LQR问题74

4.1.3 LQR系统的鲁棒性75

4.1.4 最优跟踪问题76

4.2 两回路驾驶仪设计的扩展LQR设计77

4.2.1 调节器与跟踪问题77

4.2.2 设计结果79

4.3 三回路驾驶仪设计的LQR设计80

4.3.1 “惩罚”舵偏角速率——三回路驾驶仪设计80

4.3.2 三回路驾驶仪设计85

4.4 不同结构布局三回路驾驶仪的鲁棒性讨论92

4.4.1 可能的三回路驾驶仪结构92

4.4.2 不同结构三回路驾驶仪的鲁棒性讨论101

4.5 权矩阵选择的讨论104

4.6 扩展阅读105

第5章 典型对地攻击末制导律特性分析106

5.1 不同制导律制导开环动力学分析与对比106

5.1.1 弹体过载传函与过载驾驶仪106

5.1.2 不同制导律制导开环动力学分析106

5.2 不考虑过载驾驶仪动力学的比例导引与速度追踪性能对比108

5.2.1 速度矢量驾驶仪简化模型108

5.2.2 无过载驾驶仪动力学的速度追踪模型与比例导引模型对比109

5.2.3 无过载驾驶仪动力学的速度追踪与比例导引性能对比111

5.3 初始方向误差作用下的比例导引与速度追踪脱靶量对比114

5.3.1 速度矢量驾驶仪内外回路快速性分析115

5.3.2 初始方向误差作用下的无量纲脱靶量对比117

5.4 导引头零位误差作用下的比例导引和速度追踪脱靶量对比119

5.4.1 导引头零位误差作用下的比例导引和速度追踪无量纲脱靶量对比119

5.4.2 导引头零位误差作用下速度追踪的改进措施121

5.5 导引头角噪声作用下的比例导引与速度追踪脱靶量对比122

5.5.1 角噪声对比例导引与速度追踪无量纲脱靶量影响对比122

5.5.2 角噪声频带对比例导引和速度追踪无量纲脱靶量影响对比124

5.6 目标闪烁作用下的比例导引与速度追踪脱靶量对比125

5.6.1 目标闪烁的等效研究方法125

5.2 同一时间比例尺下的脱靶量对比127

5.7 比例导引与速度追踪导引头隔离度寄生回路稳定性对比130

5.7.1 隔离度寄生回路的无量纲化132

5.7.2 比例导引隔离度寄生回路稳定性分析132

5.7.3 速度追踪隔离度寄生回路稳定性分析134

5.7.4 对地攻击的比例导引与速度追踪隔离度寄生回路稳定性对比137

5.8 不同制导律对硬件的要求137

5.9 扩展阅读141

第6章 广义最优末制导律142

6.1 广义最优增强型比例导引制导律研究142

6.1.1 基于Time-to-go的广义最优增强型比例导引推导142

6.1.2 广义最优增强型比例导引脱靶量解析研究145

6.1.3 考虑制导动力学滞后的最优增强型比例导引制导律150

6.2 广义最优弹道成型制导律研究154

6.2.1 基于Time-to-go的广义最优弹道成型制导律推导154

6.2.2 广义最优弹道成型制导律加速度指令解析研究156

6.2.3 考虑制导动力学滞后的弹道成型制导律161

参考文献168