飞行器制导控制方法及其应用_熊芬芬 ... [等] 编著_9787568293624

本书面向飞行器制导控制系统设计, 在简要给出被控对象数学模型的基础上, 主要介绍滑模变结构控制、鲁棒变增益控制、协同控制以及基于数值计算的计算制导等先进控制方法的基本原理及其流程, 同时通过给出这些方法在实际飞行器制导控制中具体应用的设计流程以及仿真验证, 让读者能快速理解这些方法的原理, 并明确其在飞行器制导控制系统设计中的应用及实现。

第1章绪论

1.1制导控制系统的组成及功能

1.2制导控制系统设计方法

1.3本书主要内容

1.4小结

第2章飞行器制导控制基本原理和方法

2.1飞行控制基本原理

2.2制导方案

2.3控制方式

2.4小结

第3章被控对象的运动方程

3.1飞行器运动方程组

3.2控制回路被控对象建模

3.3制导回路建模

3.4制导控制一体化建模

3.5小结

第4章滑模变结构制导律

4.1滑模变结构控制的基本概念

4.2变结构控制的动态品质

4.3滑模变结构控制的性质

4.4普通滑模变结构控制器的设计

4.5基于普通滑模变结构控制的制导律设计

4.6非奇异terminal滑模控制

4.7基于变结构控制的机动突防制导律设计

4.8航空炸弹的一种变结构航向控制设计

4.9小结

第5章计算制导方法

5.1预测-校正制导

5.2牛顿求根计算制导

5.3基于滚动凸优化的制导方法

5.4基于凸优化的交会对接路径规划

5.5基于滚动凸优化的火箭返回垂直着陆制导

5.6基于滚动凸优化的多约束协同制导

5.7小结

第6章鲁棒变增益控制

6.1LPV系统的定义和用途

6.2LPV系统的建立

6.3导弹准LPV系统建模示例

6.4线性矩阵不等式

6.5LPV系统的稳定性

6.6基于多胞形的输出反馈变增益控制

6.7反馈控制器设计示例

6.8小结

第7章多飞行器系统协同制导理论及方法

7.1多飞行器系统简介

7.2协同制导基本原理

7.3导弹目标运动模型及图论相关知识

7.4典型协同制导律设计

7.5具有落角约束的分布式闭环时间协同导引律

7.6小结

在过去的二三十年中，我国空天技术实力不断提升，飞行器信息化和智能化程度不断提高，为适应高精度、大机动、强鲁棒等需求，飞行器的制导和控制面临新的挑战。随着现代控制理论的不断发展、现代科学技术的不断交叉融合以及机载计算机计算能力的显著提升，如何在飞行器制导控制系统设计中应用最优控制、鲁棒控制、变结构控制等先进控制理论以及数值计算和优化算法，在满足各类约束的同时提高制导精度和抗干扰能力，已成为国内外研究的重要课题，近几年涌现出了丰硕的研究成果。本书以编者的部分研究成果为基础，同时综合参考了大量的国内外文献资料，在对传统的飞行器制导控制理论进行简要描述的基础上，重点介绍了目前在飞行器制导控制中具有较好应用前景的几种现代控制方法，内容上较为新颖前沿。在介绍上紧扣飞行器这一被控对象，方法推导过程追求简明扼要，行文中尽量避免复杂的控制理论与数学运算，重视理论内涵而非数学上的完备性析构证明，使得读者既能方便地理清控制方法的来龙去脉又可较快地将方法应用于工程实践。本书共包含7章内容。第1章绪论，介绍了飞行器制导控制系统的基本组成与功能。第2章介绍了飞行器制导控制的基本原理与实施控制的一些技术途径。第3章介绍了飞行器制导控制的数学建模方法与分析手段。第4章介绍了几类基于滑模变结构控制的制导律及其在飞行器制导中的应用。第5章介绍了预测-校正、牛顿迭代求根、滚动凸优化几类计算制导方法及其应用。第6章介绍了飞行器鲁棒变增益控制方法及其应用。第7章介绍了多飞行器系统协同制导方法及其应用。本书由单家元和熊芬芬制定提纲，第1章、第2章由熊芬芬和张成共同编写，第3章、第4章和第6章由熊芬芬编写，第5章由熊芬芬和姜欢共同编写，第7章由王佳楠编写。全书由熊芬芬统稿和审核。在本书的编写中编者参考和引用了国内外众多学者的研究成果，在此向这些学者表示衷心感谢。本书初稿曾作为研究生课程讲义的形式使用，历届授课学生提出了许多宝贵意见。在编著教材的过程中得到了课题组李超、林启璋、安泽、吴杰、梁卓楠、冉雨林等研究生的大力支持，他们也参与了部分章节内容的文字录入、编写和全书的整理校核工作。在此一并对他们表示感谢。本书受北京理工大学研究生精品教材项目资助，在此深表感谢。由于编者在时间和经验上的欠缺，书中难免出现不足，敬请广大读者批评指正。

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