高超声速飞行器制导与控制技术（上、下）

第1章 绪论
1.1 高超声速飞行器
1.1.1 再入飞行器
1.1.2 载人飞船
1.1.3 可重复使用运载器及相关技术验证机
1.1.4 吸气式高超声速飞行器
1.2 高超声速飞行器概念/初步设计中的制导与控制技术
1.2.1 制导与控制技术在高超声速飞行器概念/初步设计阶段的主要任务
1.2.2 GNC在高超声速飞行器概念/初步设计阶段的设计流程
1.2.3 控制集成设计环境
1.3 高超声速飞行器制导与控制技术面临的挑战
1.4 本书的编写特点和内容安排
1.4.1 本书的编写特点
1.4.2 本书的内容安排
参考文献 第2章 高超声速飞行器运动方程
2.1 预备知识
2.1.1 矢量与分量列阵
2.1.2 坐标变换
2.2 坐标系及运动变量定义
2.2.1 坐标系定义
2.2.2 坐标系的转换
2.2.3 欧拉角的定义
2.2.4 苏式坐标系与欧美坐标系
2.3 高超声速飞行器刚体六自由度运动方程组的建立
2.3.1 高超声速飞行器质心运动动力学方程的一般形式
2.3.2 飞行器旋转运动的动力学方程
2.3.3 高超声速飞行器的运动学方程
2.3.4 其他补充方程
2.4 运动方程组的简化
2.4.1 基于制导系统设计的模型简化
2.4.2 基于控制系统设计的模型简化
2.5 弹性体高超声速飞行器运动方程组的建立
2.4.1 非惯性耦合弹性体运动方程
2.4.2 惯性耦合弹性体运动方程
2.4.3 纵向平面耦合动力学方程推导
参考文献 第3章 高超声速飞行器建模
3.1 高超声速飞行器建模技术综述
3.1.1 飞行器参数化几何外形建模方法
3.1.2 高超声速气动力工程预测方法
3.1.3 高超声速气动热工程预测方法
3.1.4 超燃冲压发动机建模方法
3.2 飞行器参数化几何外形建模
3.2.1 相关坐标系
3.2.2 机体几何外形建模
3.2.3 发动机罩设计
3.2.4 机翼及气动控制舵面设计
3.2.5 参数化几何外形建模结果
3.2.6 飞行器网格生成
3.2.7 与基于CAD方法的比较
3.3 高超声速气动力的工程预测
3.3.1 计算面元及撞击角
3.3.2 压力系数计算
3.3.3 高超声速无粘流气动力计算
3.3.4 摩擦阻力计算
3.3.5 基于CFD的气动模型修正
3.4 高超声速气动热的工程预测
3.4.1 高温空气物性
3.4.2 边界层外缘气流参数计算
3.4.3 参考温度法
3.4.4 气动加热与热辐射
3.4.5 热流密度计算
3.5 超燃冲压发动机建模
3.4.1 冲压发动机概述
3.4.2 冲压发动机原理及性能指标
3.4.3 超燃冲压发动机推力产生机理
3.4.4 超燃冲压发动机各段流场的理论计算方法
3.6 计算实例
3.6.1 翼身组合体
3.6.2 乘波体
参考文献 第4章 大气与地球模型
4.1 大气模型
4.1.1 大气模型发展简介
4.1.2 常用大气模型介绍
4.1.3 典型大气模型
4.1.4 密度扰动模型
4.1.5 风场扰动模型
4.2 地球模型
4.2.1 地球引力
4.2.2 圆球形模型
4.2.3 旋转对称模型
4.2.4 Clairaut椭球模型
参考文献 第5章 高超声速飞行器轨迹优化
5.1 高超声速飞行器轨迹优化概述
5.2 高超声速飞行器制导模型
5.2.1 通用航空器
5.2.2 机动再入飞行器
5.2.3 X33升力体飞行器
5.2.4 航天飞机
5.2.5 阿波罗
5.2.6 乘员探索飞行器
5.2.7 通用乘波体飞行器
5.2.8 运载器
5.3 轨迹优化的数值方法
5.3.1 间接法
5.3.2 直接法
5.3.3 其他方法
5.4 数值优化方法
5.4.1 非线性规划问题求解方法
5.4.2 智能优化方法
5.5 高超声速飞行器轨迹优化实例
5.4.1 基于间接法的AHV上升段轨迹优化
5.4.2 基于伪谱法的再入最大航程轨迹优化
参考文献 第6章 高超声速飞行器制导律设计
6.1 高超声速飞行器制导方法概述
6.1.1 制导律发展综述
6.1.2 制导律设计的关键点
6.1.3 制导律实际运行经验
6.2 基于阻力加速度的标称轨迹制导
6.2.1 航天飞机制导
6.2.2 衍生的阻力加速度制导
6.2.3 基于反馈线性化的标称轨迹跟踪律
6.3 预测校正制导
6.3.1 预测校正制导基本原理
6.3.2 轨迹预测模型
6.3.3 校正策略
6.3.4 侧向制导律
6.4 混合制导
6.4.1 阿波罗飞船再入制导
6.4.2 PredGuid再入制导律
6.4.3 NPC再入制导律
参考文献 第7章 高超声速飞行器控制律设计
7.1 高超声速飞行器控制律研究综述
7.1.1 高超声速飞行器控制模型
7.1.2 吸气式高超声速飞行器巡航控制
7.1.3 无动力高超声速飞行器再入控制
7.2 高超声速飞行器控制模型
7.2.1 锥体加速器模型
7.2.2 机身/推进/结构耦合乘波体模型
7.3 典型控制方法
7.3.1 LQR控制
7.3.2 滑模控制
7.3.3 自适应控制
7.3.4 反馈线性化控制
7.3.5 神经网络控制
7.3.6 鲁棒控制
7.3.7 轨迹线性化控制
7.4 吸气式高超声速飞行器巡航段控制实例
7.4.1 X43A巡航控制
7.4.2 锥体加速器巡航控制
7.4.3 考虑弹性的乘波体巡航控制
7.5 高超声速飞行器再入段控制实例
7.4.1 HORUS再入控制
7.4.2 X33再入控制
7.5.3 X38再入控制
参考文献 第8章 高超声速飞行器制导与控制系统评估
8.1 美国国家航空航天局制导律评估项目分析
8.1.1 AG&C制导律评估项目
8.1.2 CEV制导律评估工作项目
8.2 高超声速飞行器飞行任务设计
8.2.1 飞行器任务设计需求
8.2.2 高超声速飞行器运行边界
8.2.3 再入飞行攻角设计
8.3 蒙特卡洛评估方法在制导与控制系统评估中的应用
8.3.1 蒙特卡洛评估方法
8.3.2 辨识重要不确定参数
8.4 航空航天飞行器仿真评估工程软件
8.4.1 美国国家航空航天局相关软件平台分析
8.4.2 软件需求分析
8.4.3 ASES软件关键技术
8.4.4 ASES软件介绍
参考文献