旋转弹动态稳定性理论

第1章 绪论

1.1 典型的旋转弹

1.2 旋转弹的气动特性

1.3 旋转弹的飞行动力学特性

1.4 旋转弹的操纵特性

1.5 旋转弹动态稳定性的研究简史

参考文献

第2章 旋转弹运动方程组

2.1 坐标系

2.1.1 坐标系的定义

2.1.2 坐标系之间的转换

2.1.3 欧拉角之间的几何关系

2.2 基于欧拉角描述的弹体运动方程组

2.2.1 作用在导弹上的力

2.2.2 作用在导弹上的力矩

2.2.3 弹体的质心运动动力学方程

2.2.4 导弹绕质心转动的动力学方程

2.2.5 质心运动的运动学方程

2.2.6 弹体姿态的运动学方程

2.3 旋转弹的短周期动力学模型

2.3.1 基于欧拉角描述的短周期动力学模型

2.3.2 基于章动角描述的短周期动力学模型

2.3.3 短周期动力学模型的变换

参考文献

第3章 无控旋转弹的动态稳定性

3.1 陀螺效应引起的圆运动

3.1.1 陀螺效应

3.1.2 角速率扰动情况下陀螺效应引起的圆运动

3.1.3 任意初始扰动情况下陀螺效应引起的圆运动

3.2 马格努斯效应及弹体阻尼对弹体稳定性的影响

3.3 弹道弯曲时的进动偏心

3.4 周期扰动引起的圆运动

3.4.1 周期扰动引起的三圆运动

3.4.2 诱导侧向力矩

3.4.3 诱导滚转力矩及转速闭锁发生条件

3.5 低速旋转弹的极限环运动

3.5.1 临界转速导致的稳定流形

3.5.2 气动非线性造成的极限环运动

参考文献

第4章 有控旋转弹的动态稳定性

4.1 弹体运动方程组的简化

4.2 旋转条件下执行机构的动力学模型

4.2.1 舵机的动力学模型

4.2.2 旋转弹执行机构的动态响应

4.3 带有阻尼回路的旋转弹控制系统稳定性

4.3.1 稳定性条件及分析

4.3.2 案例分析

4.4 姿态驾驶仪的稳定性

4.4.1 稳定性条件及分析

4.4.2 案例分析

4.5 过载驾驶仪的稳定性

4.5.1 控制指令生成

4.5.2 过载驾驶仪系统方程

4.5.3 稳定性条件及分析

4.5.4 过载驾驶仪设计的一般方法

4.5.5 案例分析

4.6 三回路驾驶仪的稳定性

4.6.1 三回路驾驶仪稳定条件

4.6.2 稳定性条件分析

4.6.3 案例分析

参考文献

第5章 旋转弹的解耦控制

5.1 通道耦合特性

5.2 指令补偿解耦

5.2.1 控制交联补偿

5.2.2 弹体动力学补偿

5.2.3 仿真结果分析

5.3 动态对角阵优势解耦

5.3.1 奈氏阵列稳定性判据

5.3.2 于角优势理论

5.3.3 解耦补偿器设计

5.4 神经网络动态逆解耦

5.4.1 逆控制方法基本原理

5.4.2 神经网络逆控制方法

5.4.3 旋转弹的动态逆控制器设计

5.4.4 动态逆控制系统性能分析

参考文献

附录A 线性定常系统的稳定性判据

附录B 复系数方程的稳定性判据

附录C 非线性系统的相平面分析方法

附录D 矢量运算法则

附录E 格西高林定理

附录F 锥形运动稳定性分析的：MATL.AB程序

主要符号表

索引

《旋转弹动态稳定性理论》内容共分5章：第1章介绍了目前世界上几种典型的旋转弹以及弹体旋转引起的空气动力学、飞行力学、制导控制特殊性及旋转弹动态稳定性的研究历史；第2章定义了《旋转弹动态稳定性理论》用到的几种坐标系并给出了不同坐标系之间的转换方法，分别建立了基于章动角和进动角及基于欧拉角描述的旋转弹短周期运动动力学模型；第3章基于章动角和进动角描述的弹体短周期运动动力学模型，分析了陀螺效应引起的圆运动、马格努斯效应及弹体阻尼对弹体稳定性的影响以及弹道弯曲时的进动偏心、低速旋转弹的极限环运动等问题；第4章针对控制交联作用引起的锥形运动问题，分析了旋转弹引入阻尼补偿、姿态驾驶仪、过载驾驶仪、三回路驾驶仪等多种控制系统的稳定性，推导给出了旋转弹控制系统设计时需要遵循的稳定性准则；第5章介绍了稳态补偿解耦、多变量频率域动态补偿解耦和基于神经网络的动态逆解耦等抑制锥形运动的解耦控制策略，并给出了解耦控制器的设计方法。
　　《旋转弹动态稳定性理论》适合于从事制导武器相关工作的研究人员和科技工作者阅读，也可作为飞行器设计、飞行器制导与控制、控制理论与工程等专业研究生和高年级本科生的参考书。