本书首先介绍了人造地球卫星的轨道及运动规律，在深入分析二体问题的基础上，通过详细的理论推导，建立了卫星运行的摄动运动方程，并研究了摄动运动方程的一阶分析解;然后，系统探讨了卫星运动理论的应用，对满足各种任务要求的卫星轨道和发射段弹道设计提出了解决方案，并介绍了卫星组网常用构型和编队飞行问题;*后，分别介绍了冲量假设和有限推力情况下，为完成特定任务，卫星轨道所发生的有意改变。本书适用于航天工程专业技
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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。
章节目录
- 运载火箭弹道与控制理论基础
- 封面
- 书名页
- 版权页
- 前言
- 目录
- 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V控制到
- 6.5.2 将r控制到、V控制到
- 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
- 8.9.1 Δα、、Δn的对数频率特性曲线
- 8.9.2 Δθ、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
- 参考文献
- 封底
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运载火箭弹道与控制理论基础是2020年由机械工业出版社出版,作者赵文策 高家智 主编。
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