飛機、宇宙飛船和火箭的先進控制

基本介紹

• 書名：飛機、宇宙飛船和火箭的先進控制
• 作者：陳曄
• ISBN：978-7-118-09777-1
• 類別：圖書
• 頁數：383
• 定價：89.00 元
• 出版社：國防工業出版社
• 出版時間：2015年2月
• 裝幀：精裝
• 開本：16
• 出版基金：裝備科技譯著出版基金
• 中圖分類：V27

目錄

第1章 引言1

1.1 標記法和基本定義1

1.2 控制系統3

1.2.1 線性跟蹤系統6

1.2.2 線性時不變跟蹤系統8

1.3 飛行器的制導與控制9

1.4 特殊跟蹤律11

1.4.1 比例導引律11

1.4.2 向量乘積控制15

1.4.3 比例積分微分控制17

1.5 數字跟蹤系統21

1.6 小結22

習題23

參考文獻25

第2章 最優控制技術26

2.1 引言26

2.2 多變數最最佳化28

2.3 有約束條件下的最小化30

2.3.1 等式約束30

2.3.2 不等式約束33

2.4 動態系統的最優控制37

2.4.1 最優性條件38

2.5 Hamilton函式和最小值原理39

2.5.1 Hamilton-Jacobi-Bellman方程40

2.5.2 具有二次性能指標的線性時變系統41

2.6 具有終點狀態等式約束的最優控制43

2.6.1 Euler-Lagrange方程44

2.6.2 特殊情況45

2.7 兩點邊界值問題的數值解法46

2.7.1 打靶法48

2.7.2 配置法50

2.8 具有內部時間約束的最優終端控制54

2.8.1 最優奇異控制55

2.9 跟蹤控制56

2.9.1 鄰近極值法和線性二次控制法57

2.10 隨機過程61

2.10.1 穩態隨機過程66

2.10.2 隨機噪聲濾波68

2.11 Kalman濾波器69

2.12 魯棒線性時不變控制72

2.12.1 LQG/LTR方法73

2.12.2 H2/H∞設計方法80
2.13 小結87

習題88

參考文獻91

第3章 飛機最優導航與控制方法92

3.1 導航對象92

3.1.1 風速和風向97

3.1.2 導航子系統99

3.2 飛機最優導航101

3.2.1 最優導航公式102

3.2.2 邊界值問題的極值解：長距離飛行例子105

3.2.3 大圓航行111

3.3 飛機姿態動力學116

3.3.1 平移和轉動的動力學117

3.3.2 相對於速度向量的姿態119

3.4 氣動力與力矩120

3.5 縱向動力學123

3.5.1 縱向動力學對象125

3.6 最優多變數縱向控制128

3.7 多輸入最優縱向控制129

3.8 最優空速控制131

3.8.1 LQR/LTR設計實例132

3.8.2 H∞設計實例142

3.8.3 高度和馬赫數控制149

3.9 側航向控制系統155

3.9.1 側航向控制對象155

3.9.2 最優滾轉控制158

3.9.3 多變數側航向控制：航向保持自動駕駛儀161

3.10 慣性耦合飛機旋轉的最優控制165

3.11 小結171

習題172

參考文獻174

第4章 火箭最優制導175

4.1 引言175

4.2 攔截器的最優終端制導175

4.3 攔截器的非平面最優跟蹤系統：3DPN181

4.4 垂直平面內飛行190

4.5 最優終端制導191

4.6 火箭垂直發射193

4.7 運載火箭的重力轉彎軌跡198

4.7.1 發射至圓形軌道：調節加速度199

4.7.2 發射至圓形軌道：常值加速度201
4.8 彈道飛彈的發射207
4.8.1 前向加速度可調的重力轉彎火箭208
4.8.2 前向和法向加速度可調211
4.9 平面跟蹤制導系統214
4.9.1 穩定性、可控性和可觀性216
4.9.2 跟蹤重力轉彎軌跡的標稱對象218
4.10 魯棒自適應制導222
4.11 狀態反饋制導225
4.11.1 法向加速度制導225
4.12 基於觀測器的運載火箭重力轉彎制導228
4.12.1 基於高度觀測器的法向加速度輸入控制229
4.12.2 基於雙輸出觀測器的法向加速度輸入控制235
4.13 質量與大氣阻力建模240
4.14 小結247
習題248
參考文獻248

第5章 火箭姿態控制249

5.1 概述249

5.2 姿態控制對象249

5.3 閉環姿態控制252

5.4 滾轉控制系統254

5.5 火箭俯仰控制254

5.5.1 俯仰程式254

5.5.2 俯仰制導和控制系統256

5.5.3 自適應俯仰控制系統258

5.6 火箭偏航控制264

5.7 小結265

習題265

參考文獻266

第6章 宇宙飛船制導系統267

6.1 引言267

6.2 軌道力學267

6.2.1 軌道方程267

6.2.2 近焦點坐標系和天體坐標系269

6.2.3 時間方程270

6.2.4 Lagrange係數272

6.3 宇宙飛船終端制導274

6.3.1 最小能量軌道轉移276

6.3.2 Lambert定理278

6.3.3 Lambert問題279

6.3.4 火箭的Lambert制導291

6.3.5 再入飛行器的最優終端制導296

6.4 一般軌道對象的跟蹤制導301

6.5 平面軌道調節304

6.6 最優非平面軌道調節312

6.7 小結315

習題316

參考文獻318

第7章 宇宙飛船最優姿態控制319

7.1 引言319

7.2 宇宙飛船的姿態終端控制319

7.2.1 宇宙飛船的最優單軸滾動319

7.3 宇宙飛船多軸旋轉機動325

7.4 宇宙飛船控制力矩335

7.4.1 火箭推進器335

7.4.2 反作用輪、動量輪和控制力矩陀螺335

7.4.3 磁場力矩336

7.5 衛星動力學對象的跟蹤控制337

7.6 環境力矩338

7.6.1 重力梯度力矩340

7.7 宇宙飛船姿態的多變數跟蹤控制341

7.7.1 基於反作用輪的宇宙飛船姿態主動控制342

7.8 小結345

習題345

參考文獻346

附錄A 線性系統347

附錄B 穩定性355

附錄C 欠驅動飛行系統控制362"