飛行器制導控制系統建模與模擬（基於MWORKS）

第1章 飛行器制導控制系統概述 1
1.1 飛行器制導控制系統概念與原理 2
1.2 飛行器制導控制基本原理和方法 3
1.2.1 飛行控制基本原理 3
1.2.2 飛行器制導方案 4
1.2.3 飛行控制方式 7
1.3 航空器飛行控制系統 8
1.3.1 飛機控制系統構成 8
1.3.2 飛機控制系統 9
1.4 航天器飛行控制系統 10
1.4.1 軌道控制系統 10
1.4.2 姿態控制系統 12
1.5 導彈制導控制系統 13
1.5.1 制導控制系統性能指標 14
1.5.2 制導控制系統構成 15
1.5.3 制導控制系統設計流程 15
本章小結 17
習題1 17
第2章 MWORKS平臺介紹 18
2.1 MWORKS平臺簡介 19
2.1.1 MWORKS科學計算與系統建模模擬平臺 19
2.1.2 MWORKS產品體系 20
2.2 Syslab軟件簡介 22
2.2.1 Syslab軟件界面 22
2.2.2 Syslab軟件設置 24
2.3 Sysplorer軟件簡介 26
2.3.1 Sysplorer軟件界面 27
2.3.2 Sysplorer軟件設置 31
2.4 Sysplorer與Syslab交互模塊及相互調用 35
2.4.1 Syslab與Sysplorer交互模塊 35
2.4.2 Syslab調用Sysplorer模擬數據示例 37
2.4.3 Sysplorer獲取Syslab工作區數據示例 40
本章小結 42
習題2 42
第3章 基於飛行器線性模型的控制系統模擬分析 43
3.1 線性系統模型在MWORKS中的描述方法 44
3.1.1 數學模型 44
3.1.2 線性系統 44
3.1.3 傳遞函數模型 44
3.1.4 狀態空間模型 45
3.1.5 MWORKS中建立系統數學模型 46
3.2 線性定常系統穩定性、可控性、可觀性分析 51
3.2.1 穩定性分析 51
3.2.2 可控性分析 53
3.2.3 可觀性分析 55
3.3 利用MWORKS的線性控制系統時域分析 55
3.3.1 時域分析概述 55
3.3.2 典型輸入信號 56
3.3.3 MWORKS的典型輸入信號響應函數 57
3.3.4 時域分析的性能指標 58
3.3.5 MWORKS中時域分析性能指標求取 62
3.4 利用MWORKS的線性控制系統根軌跡分析 64
3.4.1 根軌跡的相角和幅值條件 64
3.4.2 根軌跡的一般繪製法則 65
3.4.3 用MWORKS繪制根軌跡圖 67
3.5 利用MWORKS的線性控制系統頻率響應分析 69
3.5.1 頻率響應 69
3.5.2 伯德圖或對數坐標圖 69
3.5.3 奈奎斯特圖或極坐標圖 73
3.5.4 尼柯爾斯圖或對數幅–相圖 78
3.5.5 與頻率響應有關的性能指標 79
3.5.6 用MWORKS求與頻率響應有關的性能指標 81
3.6 飛機自動飛行控制功能 83
3.7 飛機縱向運動傳遞函數模型 84
3.8 俯仰角控制系統設計 87
3.9 高度控制系統設計 93
本章小結 101
習題3 102
第4章 基於MWORKS的飛行器非線性模型建立與模擬分析 104
4.1 典型飛行器的動力學運動學非線性模型 105
4.2 Sysplorer建模環境的基本使用方法 108
4.2.1 Sysplorer建模環境的基本操作 108
4.2.2 Sysplorer建模環境中的組件與連接 115
4.2.3 Sysplorer建模環境中的模擬參數設置 116
4.2.4 Sysplorer文本建模簡介 118
4.3 Sysplorer飛行器控制系統建模常用模塊 121
4.4 基於Sysplorer的飛行器非線性模擬模型建立 135
4.4.1 飛行器模擬模型的搭建步驟 135
4.4.2 飛行器非線性動力學模擬模型 139
4.4.3 飛行器的無控彈道模擬分析 153
本章小結 155
習題4 155
第5章 飛行器制導系統模擬分析 156
5.1 精確制導武器制導律基本概念 157
5.1.1 精確制導武器制導律簡介 157
5.1.2 精確制導武器制導律設計與模擬驗證方法 158
5.2 制導控制系統常用濾波處理方法的MWORKS實現 161
5.2.1 MWORKS中的數字濾波器設計方法 161
5.2.2 MWORKS中的卡爾曼濾波實現方法 166
5.3 基於MWORKS的經典制導律模擬分析 172
5.3.1 比例導引法模擬分析 172
5.3.2 三點法制導律模擬分析 176
5.4 基於MWORKS的滑模製導律設計與模擬分析 180
5.4.1 滑模控制簡介 180
5.4.2 制導系統數學模型建立 181
5.4.3 制導律設計與建模模擬 183
本章小結 191
習題5 191
第6章 衛星導航建模與模擬 193
6.1 基於MWORKS的時空系統轉換 194
6.1.1 衛星導航時空系統 194
6.1.2 時空系統轉換實例 198
6.2 基於MWORKS的衛星空間位置解算 203
6.2.1 衛星空間位置解算原理 204
6.2.2 衛星空間位置解算實例 207
6.3 基於MWORKS的導航信號誤差建模 209
6.3.1 衛星信號誤差源及模型 209
6.3.2 電離層誤差和對流層誤差建模實例 212
6.4 基於MWORKS的導航觀測數據生成 216
6.4.1 導航觀測數據生成原理 217
6.4.2 導航觀測數據生成實例 220
6.5 基於MWORKS的偽距單點定位 222
6.5.1 偽距單點定位原理 222
6.5.2 偽距單點定位實例 224
6.6 基於MWORKS的偽距差分定位 229
6.6.1 偽距差分定位原理 229
6.6.2 偽距差分定位實例 232
6.7 衛星導航建模與模擬實例 236
6.7.1 建模模擬方案總體設計 236
6.7.2 建模模擬方案工作流程 237
本章小結 238
習題6 238
第7章 飛行器制導控制系統模擬驗證 239
7.1 飛行器制導控制系統數學模擬和半實物模擬相關概念 240
7.1.1 系統模擬 240
7.1.2 飛行器制導控制系統數學模擬概述 242
7.1.3 飛行器制導控制系統半實物模擬概述 246
7.2 利用MWORKS平臺開展蒙特卡洛模擬驗證 252
7.2.1 蒙特卡洛模擬的概念 253
7.2.2 制導控制系統研製中的蒙特卡洛模擬驗證 256
7.3 MWORKS平臺在制導控制系統半實物模擬中的應用 259
7.3.1 半實物模擬的模式 259
7.3.2 飛行器制導控制系統應用案例 262
本章小結 269
習題7 269
第8章 試驗數據結果分析與處理 270
8.1 試驗數據分析中的基本概念和方法 271
8.1.1 誤差 271
8.1.2 試驗數據精準度 272
8.1.3 試驗數據的整理方法 273
8.1.4 試驗數據的分析方法 274
8.2 試驗數據的描述性分析與預處理 275
8.2.1 數據分析中的常用概念 276
8.2.2 試驗數據描述性分析及Syslab實現函數 276
8.2.3 試驗數據預處理及Syslab實現函數 278
8.3 試驗數據的假設檢驗 281
8.3.1 假設檢驗的基本概念 282
8.3.2 假設檢驗的常用方法及Syslab實現函數 282
8.4 試驗數據的參數估計 284
8.4.1 參數估計的基本概念 285
8.4.2 參數估計的常用方法及Syslab實現函數 286
8.5 試驗數據的擬合與插值分析方法 287
8.5.1 試驗數據擬合 287
8.5.2 試驗數據插值 288
8.6 試驗數據的繪圖分析 289
8.6.1 Syslab軟件的繪圖方法 289
8.6.2 常用的統計繪圖 293
本章小結 295
習題8 296
參考文獻 297