防空导弹导航、制导与控制系统设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王辉等编著 著

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• 导航系统
• 导弹技术
• 航空航天
• 系统设计
• 工程技术
• 军事科技
• 控制理论
• 信号处理

店铺： 文轩网旗舰店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118114140

商品编码：19153892362

出版时间：2017-08-01

作  者:王辉 等 编著 定  价:78 出 版 社:国防工业出版社 出版日期:2017年08月01日 页  数:314 装  帧:平装 ISBN:9787118114140 ●第1章绪论
●1.1防空导弹制导控制技术发展
●1.2防空导弹制导控制系统特点及分类
●1.2.1防空导弹制导控制系统特点
●1.2.2防空导弹制导控制系统分类
●1.3防空导弹制导控制系统工作原理及组成
●1.3.1防空导弹制导控制系统工作原理
●1.3.2防空导弹制导控制系统组成
●1.4防空导弹制导控制系统研制阶段及设计内容
●1.4.1制导控制系统方案论证
●1.4.2制导控制系统方案设计
●1.4.3制导控制系统工程研制
●1.4.4制导控制系统设计定型
●第2章系统的数学模型
●2.1常用坐标系及坐标系的转换
●2.1.1常用坐标系
●2.1.2坐标系的转换
●2.2导弹弹体的数学模型
●2.2.1气动布局与控制方式
●2.2.2作用于导弹上的力和力矩
●部分目录

内容简介

《防空导弹导航、制导与控制系统设计》以防空导弹导航、制导与控制系统设计为主线，内容覆盖了有关寻的制导控制系统设计的各个方面，涉及三通道控制导弹、单通道控制旋转导弹，主要论述制导控制系统数学模型、制导控制回路的设计与仿真、导引规律设计以及导航、制导、控制等分系统的设计要求、方案及模型等。书中作者还根据自己的工作实践，论述了科研工作中已经成功解决的一些对系统性能影响较大的关键技术，并结合当前防空导弹寻的制导控制系统的发展趋势，对靠前外在此领域的一些新发展动态进行了描述。《防空导弹导航、制导与控制系统设计》可作为从事防空导弹导航、制导与控制系统工程技术的科研人员及从事航空航天事业的高等院校师生等相关人员的参考用书。

导弹的灵魂：现代防空火力制胜之道 在瞬息万变的现代战场上，制空权已成为决定战争胜负的关键要素。而支撑这一切的，是那些神秘而强大的防空导弹系统。它们如同战场上的“鹰眼”和“利爪”，能够精准地追踪、锁定并摧毁来袭的空中威胁，守护着国家的安全与领空的主权。然而，在这些令人惊叹的武器系统背后，隐藏着一套极其复杂且精密的“大脑”——导航、制导与控制（GNC）系统。 本书并非聚焦于某个特定防空导弹型号的拆解或技术手册，而是旨在深入剖析现代防空导弹GNC系统的核心原理、关键技术及其设计思想。我们将带领读者穿越一系列相互关联、层层递进的概念，去理解如何赋予导弹“灵魂”，使其在复杂的电磁对抗、多目标交织的环境下，依然能够不偏不倚，直击目标。 一、 导航：导弹的“指路明灯” 导弹的飞行，本质上是一个在三维空间中从起点到终点的轨迹跟踪过程。而要实现精准的轨迹跟踪，首先需要知道“我在哪里”，以及“我要去哪里”。这就是导航系统的核心任务。 惯性导航系统（INS）的基石： INS是导弹导航中最基础也是最重要的组成部分。它依赖于惯性测量单元（IMU），通过高精度陀螺仪和加速度计来测量导弹在空间中的角速度和线加速度。通过对这些测量数据进行积分，便能推算出导弹的姿态、速度和位置。尽管INS在早期导弹中是主要的导航手段，但其固有的误差会随时间累积，导致定位精度下降。因此，现代防空导弹的INS通常是辅助性的，与其他导航系统结合使用。 全球导航卫星系统（GNSS）的强大支撑： 以GPS、GLONASS、Galileo等为代表的GNSS，提供了高精度、全球覆盖的定位信息。将GNSS数据与INS数据进行融合，可以有效地抑制INS的累积误差，显著提高导弹的导航精度。然而，GNSS信号容易受到干扰、欺骗甚至被阻断，尤其是在强电磁对抗环境下。因此，对GNSS的抗干扰、抗欺骗技术研究至关重要，这包括信号加密、多星座融合、伪随机码识别等。 地形匹配导航（TERCOM）与景象匹配导航（DSMAC）的“地标识别”： 当GNSS信号不可用时，或者需要进一步提升精度时，导弹需要依靠自身的“眼睛”来辨别方向。TERCOM通过测量雷达高度计获取的地形数据，与预先存储的数字高程模型（DEM）进行比对，从而确定导弹的位置。DSMAC则通过光学或红外传感器捕获的景象特征，与存储的图像数据库进行匹配，实现更精细的位置修正。这些技术如同给导弹配备了“地图”和“地标”，使其在复杂地形或城市环境中也能保持精准导航。 其他辅助导航技术： 除了上述主流技术，一些先进的防空导弹还会集成其他导航手段，例如基于射频信号的导航、天文导航（尽管在短航程导弹中较少应用）、甚至战术数据链信息辅助导航等，以应对各种复杂的作战场景。 二、 制导：导弹的“目标锁定器” 知道了“我在哪里”和“我要去哪里”，下一步就是如何“精确地击中目标”。这就是制导系统的核心使命。制导系统负责引导导弹沿着预设的或动态更新的弹道，以最高效率和精度逼近目标。 指令制导（Command Guidance）的“远程指挥”： 这是最早期的制导方式之一。导弹本身不具备自主探测和跟踪能力，其飞行轨迹由地面或舰载的指挥系统通过无线电指令控制。这种方式的优点是系统简单、成本较低，但对指挥系统的实时跟踪和指令传输能力要求极高，且易受干扰。 半主动雷达制导（SARH）的“影子跟随”： 在SARH系统中，目标由发射方（如舰船、飞机）的雷达照射，导弹接收目标反射回来的雷达信号进行跟踪。这种方式提高了导弹的抗干扰能力，但对照射雷达的持续照射时间和精度有较高要求。 主动雷达制导（ARH）的“独立侦察”： ARH导弹内置有自己的雷达，能够自主探测、跟踪并锁定目标，实现“发射后不管”。这极大地提高了导弹的生存能力和作战效能，是现代中远程防空导弹的主流制导方式。ARH的挑战在于如何设计小巧、高效的雷达，以及在高动态、强干扰环境下实现目标稳定跟踪。 红外成像制导（IIR）的“热点追踪”： IIR导弹利用目标的红外辐射进行探测和跟踪。与雷达制导相比，红外制导不易受雷达干扰，且具有一定的隐身探测能力。但其受天气条件（如云雾、雨雪）影响较大，且容易被目标的红外诱饵欺骗。现代IIR技术通过高分辨率成像、多谱段探测以及先进的算法，不断克服这些局限。 电视/激光制导的“精确瞄准”： 电视制导利用可见光图像进行目标识别和跟踪，而激光制导则依赖于目标被激光照射后产生的信号进行跟踪。这两种制导方式的精度非常高，但对目标可见性、照射时间和探测距离有一定要求，通常用于精确打击地面目标或低空目标。 复合制导的“优势互补”： 面对复杂多变的战场环境，单一的制导方式往往难以满足 all-weather、all-aspect 的作战需求。因此，复合制导技术应运而生，将两种或多种制导方式有机结合，取长补短，形成强大的协同效应。例如，雷达/红外复合制导，可以兼顾全天候作战能力和抗干扰能力。 三、 控制：导弹的“飞行舵手” 导航和制导系统为导弹提供了“方向”和“目标”，而控制系统则是确保导弹能够按照预定轨迹或指令进行机动飞行的“执行者”。它负责将制导指令转化为实际的舵面动作，维持导弹的稳定飞行，并执行复杂的机动规避动作。 气动舵面控制： 这是最传统的控制方式。通过改变导弹尾部或弹翼上的舵面角度，产生气动力矩，从而控制导弹的俯仰、偏航和滚转。控制系统的核心是设计出高性能的伺服机构和精密的控制律，以实现快速、准确的舵面响应。 推力矢量控制（TVC）： TVC技术通过偏转发动机喷管产生的推力方向，来产生控制力矩。与气动舵面相比，TVC在导弹低速、大迎角以及高速飞行时都具有更优异的机动性能，能够显著提升导弹的过载能力和机动性。先进的TVC技术包括旋转喷管、二维/三维矢量喷管等。 组合控制系统： 在现代高性能防空导弹中，通常会采用气动舵面与推力矢量控制相结合的组合控制系统，以充分发挥各自优势，实现全包线（从发射到末端机动）的最佳控制效果。 飞行控制律的设计： 控制律的设计是控制系统的核心。它需要根据导弹的动力学模型、传感器测量数据和制导指令，实时计算出舵面或推力矢量的指令值。先进的控制律设计方法包括PID控制、状态空间控制、自适应控制、模糊逻辑控制以及模型预测控制等，旨在提高系统的鲁棒性、动态响应速度和精度。 姿态稳定与增稳： 在导弹飞行过程中，需要克服各种干扰（如风、发动机推力不均等），维持稳定的姿态。增稳系统通过快速的反馈环路，实时修正导弹的姿态偏差，确保飞行稳定。 四、 GNC系统的融合与协同 导航、制导与控制并非孤立存在，而是紧密协同、相互配合的有机整体。导航系统提供精确的位置和速度信息，制导系统根据这些信息计算出期望的飞行轨迹和目标状态，而控制系统则负责将这些指令转化为实际的飞行动作，并不断反馈修正。 数据融合技术： 在现代GNC系统中，来自不同传感器（惯性、卫星、雷达、红外等）的数据需要进行高效、可靠的融合，以获得更准确、更全面的状态信息。卡尔曼滤波及其变种（如扩展卡尔曼滤波、无迹卡尔曼滤波）是常用的数据融合算法。 任务规划与弹道优化： 针对不同的作战目标和环境，GNC系统需要进行动态的任务规划和弹道优化，以实现最佳的拦截概率、最短的飞行时间或最低的能量消耗。 抗干扰与鲁棒性设计： 现代战场电磁环境复杂，GNC系统必须具备强大的抗干扰能力，能够抵抗电子对抗、欺骗等威胁。同时，系统设计还需要具备足够的鲁棒性，即使在传感器失效、模型不确定等情况下，也能保持一定的性能。 结语 《防空导弹导航、制导与控制系统设计》并非一本简单的硬件指南，而是一本关于“飞行智能”的探索。它带领我们深入了解现代防空导弹如何具备“感知”、“决策”和“执行”的能力，如何在高速、复杂的战场环境中，将冰冷的弹体赋予灵动的生命。通过对导航、制导、控制这三大核心要素的深入解析，以及它们之间错综复杂的联系，我们将更深刻地理解现代防空武器系统的强大之处，以及未来发展的方向。这是一次对科技与智慧结晶的致敬，也是对国家安全屏障背后默默付出的工程师与科学家的敬意。

评分☆☆☆☆☆

从一个对防空技术略有了解的业余爱好者的角度来看，这本书的阅读体验相当棒。作者在叙述上，并没有一味地追求高深的理论，而是花了很多篇幅来讲解一些基础的概念，例如弹道学、空气动力学等，这些都是理解导航制导控制系统必不可少的基础。即使是之前没有接触过相关知识的读者，也能通过这本书逐步建立起对防空导弹的认知。书中对不同类型防空导弹的介绍也让我大开眼界，从地对空到舰对空，再到弹道导弹防御系统，作者都进行了概述，让我对防空导弹的家族有了整体的了解。我尤其欣赏书中关于“对抗与反抗”的讨论，作者分析了敌我双方在电子对抗、目标欺骗等方面的博弈，以及导航制导控制系统如何在这种对抗中发挥作用，这让我觉得这本书不仅仅是关于技术的讲解，更是关于战略和战术的思考。总而言之，这本书内容丰富，讲解深入浅出，非常适合希望系统了解防空导弹技术的朋友。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受是它在理论深度和工程实践之间取得了很好的平衡。作者在讲解导航、制导与控制的核心原理时，既给出了严谨的数学推导，又深入浅出地分析了实际工程中可能遇到的挑战。例如，在讨论惯性导航系统时，书中详细阐述了误差的来源以及各种补偿方法的原理，并结合实际的传感器参数进行了仿真分析，这对于我理解惯性导航的精度限制和提高方式非常有帮助。同时，书中对控制系统鲁棒性的讨论也相当到位，作者没有回避现实世界中各种不确定因素对系统性能的影响，而是提供了多种应对策略，并且给出了相应的工程实现建议。我特别欣赏书中对不同制导律的比较分析，从最优性、实时性、抗干扰能力等多个维度进行了评价，这让我能够根据不同的应用场景选择最合适的制导方法。而且，书中对仿真验证的重视也值得称赞，通过大量的仿真结果来佐证理论的正确性，让读者对所学知识的可靠性更有信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容给我的启发非常大，特别是关于系统集成和信息融合的部分。在现代防空系统中，单一的传感器或制导方式往往难以满足作战需求，这本书详细介绍了如何将雷达、红外、声学等多种探测信息进行融合，以提高目标的探测概率和定位精度。作者的讲解非常清晰，从信息融合的基本原理到具体的融合算法，再到实际应用中的挑战，都进行了细致的阐述。我尤其对书中关于目标识别和跟踪的章节印象深刻，书中分析了在复杂电磁环境下，如何利用多源信息来克服单源信息的局限性，实现对目标的准确识别和持续跟踪。此外，书中还探讨了指挥控制系统与导航制导控制系统之间的接口问题，以及如何实现信息的实时传输和协同作战，这对于我理解整个防空体系的运作机制起到了关键作用。总的来说，这本书不仅讲解了某个子系统的技术细节，更重要的是让我看到了整个防空系统是如何协同工作的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量都相当不错，纸张的触感很好，字体清晰，阅读起来不费眼。我特别喜欢书中的插图部分，虽然只是简单的示意图，但对于理解复杂的概念起到了至关重要的作用。例如，在介绍某种特定制导律时，书中绘制的图形能够直观地展现导弹的飞行轨迹和控制指令的变化，这比单纯的数学公式更容易让人抓住核心思想。此外，书中对一些历史案例的引用也很有意思，虽然与核心技术讲解不是直接关联，但能够帮助读者了解技术发展的脉络和背后的原因。比如，作者在某一章节中提到了早期防空导弹在实战中的一些不足，以及这些不足是如何推动后续技术的改进，这一点让我对技术的演进有了更深刻的认识。而且，书中在一些章节的结尾处，还会引用一些前沿性的研究方向，虽然没有深入展开，但能引发读者思考，为进一步的学习指明了方向。总体而言，这本书在细节处理上做得比较到位，给人的感觉是一本用心制作的学术著作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常独特，作者的逻辑非常清晰，行文流畅，即使是面对一些复杂的物理原理和数学公式，也能被组织得井井有条。我最喜欢的部分是作者在阐述某个理论模型时，会先用通俗易懂的语言解释其物理意义，然后再引出相应的数学表达式。这种“先说人话，再说数话”的方式，极大地降低了阅读的门槛，让我能够快速掌握核心概念。而且，作者在讲解过程中，常常会穿插一些生动形象的比喻，或者结合一些历史上的著名战例来印证理论的有效性，这使得原本枯燥的学术内容变得生动有趣。例如，在讲解“比例-积分-微分”（PID）控制器时，作者用“开门关窗”的例子来比喻其工作原理，非常形象。此外，书中对一些工程细节的关注也让我觉得作者是一位经验丰富的实践者，比如在谈到传感器校准时，作者不仅仅是给出校准的公式，还提到了实际操作中可能遇到的各种问题和解决方案。