运载火箭弹道与控制理论基础

图书标准信息

• 作者 赵文策 高家智
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2020-01
• 版次 1
• ISBN 9787111641582
• 定价 99.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 395页
• 字数 626千字

【内容简介】

本书详细讲解了运载火箭弹道的基本原理及弹道设计方法，逐步引导读者熟悉制导和姿态控制技术，着重论述了摄动制导、显式制导、组合制导等理论知识，在介绍了运载火箭动态特性研究方法的基础上，对运载火箭飞行器纵（侧）向动态特性进行了深入分析。本书坚持“需求牵引，紧盯主题，循序渐进，层次分明”的编写原则，旨在深入分析运载火箭这一复杂运动系统的特殊矛盾，建立描述其运动的微分方程，揭示运载火箭运动的客观规律，并应用这些规律解决工程实际问题。本书可以作为高校航天、导航与制导、兵器测试与发射专业方向高年级本科及硕士教材，也可作为航天、导航与制导、总体等方向工程技术人员的参考用书。

【目录】

前言

第1章绪论

11概述

12制导技术

13姿态控制技术

14研究途径

第2章常用坐标系及其转换

21空间点位的天文坐标和大地坐标

211大地水准面与天文坐标

212地球椭球与大地坐标

22大地坐标与地心坐标系的关系

221大地坐标至地心坐标系转换

222地心球坐标及其与大地坐标、地心直角坐标的关系

23坐标系间的转换矩阵

231初等转换矩阵的几何推导

232方向余弦矩阵

233坐标系转换矩阵的欧拉角表示

24发射坐标系和箭体坐标系

241发射坐标系

242箭体坐标系

243箭体坐标系与发射坐标系的关系

244发射坐标系与地心坐标系的关系

25惯性坐标系

251惯性坐标系定义

252惯性坐标系与发射坐标系的关系

253惯性坐标系与箭体坐标系的关系

254惯性系姿态角与发射系姿态角的关系

26速度坐标系

261速度坐标系定义

262速度坐标系与发射坐标系的关系

263速度坐标系与箭体坐标系的关系

27轨迹坐标系

271轨迹坐标系定义

272轨迹坐标系与速度坐标系的关系

273轨迹坐标系与发射坐标系的关系

274轨迹坐标系与箭体坐标系的关系

28北天东坐标系

281北天东坐标系定义

282北天东坐标系与惯性坐标系的关系

283北天东坐标系与发射坐标系的关系

第3章运载火箭运动方程

31变质量力学基本原理

311变质量质点的基本方程

312变质量质点系的质心运动方程和绕质心转动方程

32作用在火箭上的力和力矩

321附加力、附加力矩及发动机特性

322控制力和控制力矩

323地球引力和重力

324空气动力及空气动力矩

33火箭的飞行及弹道分段

331飞行概述

332弹道飞段

34运载火箭主动段运动方程

341运载火箭矢量形式的运动学方程

342发射坐标系中的空间弹道方程的一般形式

343发射坐标系中的空间弹道计算方程

344在速度坐标系中建立的空间弹道方程

35自由段运动方程

351自由飞行段轨道方程

352轨道方程式的讨论

353射程与主动段终点参数的关系

354火箭被动段飞行时间的计算

第4章运载火箭弹道设计

41弹道工程设计方法

411飞行程序的任务和要求

412飞行程序的选择方法

413满足这些特殊要求的实际飞行程序

42主动段弹道最优飞行程序设计

421状态方程

422共轭方程和横截条件

423控制变量的确定

43真空段弹道最优设计

431最优飞行程序选择

432发动机推力程序的最优设计

第5章弹道摄动制导理论及方法

51摄动法的基本思想

52用摄动法研究扰动因素对载荷落点偏差的影响

521落点偏差概念、生成及表示

522全射程偏导数的计算

53摄动方程的建立

531主动段摄动方程

532箭体结构参数偏差对主动段弹道的影响

533自由飞行段摄动方程的研究

54载荷落点偏差控制的任务及其控制方法

55按速度关机的射程控制方案的研究

551按速度关机时射程偏差的计算公式

552按速度关机的射程偏差与按时间关机的射程偏差的比较

56按火箭纵轴方向视速度关机的射程控制

57满足ΔL=0的补偿关机射程控制方案

58利用共轭方程建立ΔL=0的全补偿关机方程

59横向导引和法向导引

591横向导引

592法向导引

第6章显式制导方法

61显式制导的基本思想

611瞬时位置和速度的计算

612根据瞬时位置和速度产生控制信号，将火箭控制在射面内

613计算射程角

62闭路制导方法研究

621基本假设

622导航计算的递推算法

623当前点位置的球坐标表示

624需要速度的确定

625闭路制导的导引

626闭路制导的关机控制

63地球扁率和再入段空气动力影响的计算和补偿

631地球扁率对被动段弹道影响的计算

632再入段空气动力的影响

64落点偏差的修正

641利用计算所得落点偏差来修正落点坐标

642利用落点偏差修正关机点速度

643根据落点偏差，用脉冲过渡函数计算关机点修正速度

65迭代制导法

651将VK控制到V~K

652将rK控制到r~K、VrK控制到V~rK

第7章运载火箭动态特性的研究方法

71火箭稳定性和操纵性的概念

711稳定性的概念

712操纵性的概念

72火箭扰动运动的研究方法

721用数值积分法解火箭扰动运动方程组

722小扰动法

73火箭运动方程的线性化

731微分方程组线性化的方法

732空气动力和力矩表达式的线性化

733运动方程的线性化

74火箭扰动运动的分组

75固化系数法

第8章运载火箭箭体纵向动态特性分析

81纵向扰动运动的解、特征方程式

82纵向扰动运动特性分析及纵向稳定性条件

821特征方程式的根和其系数间的关系

822纵向干扰运动的特性

823纵向稳定性条件

824特征方程式根的求法

825振荡周期和阻尼度的确定

83扰动运动的典型例子及扰动运动的两种模态

831扰动运动的典型例子

832扰动运动的两种模态

84短周期运动的简化分析

85运载火箭纵向扰动运动分析

851静稳定的火箭

852静不稳定的火箭

853火箭的纵向稳定性分析

86箭体的纵向传递函数及结构图的组成

861箭体的纵向传递函数

862纵向扰动运动的结构图

87箭体纵向传递函数的简化

88舵作阶跃偏转时，纵向动态特性讨论

881法向过载的传递函数

882过渡过程的性能指标和箭体的传递函数

89箭体的对数频率特性

891Δα、Δθ·、Δny的对数频率特性曲线

892Δθ、Δφ的对数频率特性曲线

第9章运载火箭箭体侧向动态特性分析

91侧向扰动运动方程及其简化

911侧向空气动力导数

912侧向扰动运动方程组及其简化

92侧向稳定性分析

921侧向扰动运动方程的解

922侧向扰动运动的三种典型运动

923侧向三种典型运动模态的分析

93侧向稳定性边界的讨论

94箭体的侧向传递函数

941滚动运动的传递函数

942箭体的侧向传递函数

943滚动运动的对数频率特性