本书是关于导弹动力学与控制、仿真技术相结合的教科书，以面空导弹为研究对象，将导弹动力学、运动学模型和仿真技术及其应用有机结合起来，源于理论但紧贴实际，简单实用，易于理解消化，具有很强的操作性。本书详细介绍导弹飞行仿真所涉及的导弹动力学模型、空气动力学模型、推进模型、导弹和目标运动模型、制导控制模型、场景仿真、系统实现、模型校核与验证、仿真系统集成等。
样章试读
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“电子与信息作战”丛书序
前言
第1章 绪论 1
1.1 背景 1
1.1.1 导弹飞行仿真描述 2
1.1.2 导弹飞行仿真的目的 3
1.1.3 导弹飞行仿真的实现 4
1.2 本书的编写目的 4
1.3 本书的涵盖范围 5
1.4 本书的结构组成 5
第2章 导弹系统概述 6
2.0 符号表 6
2.1 引言 6
2.2 导弹 8
2.2.1 导引头 8
2.2.2 自动驾驶仪 20
2.2.3 控制 20
2.2.4 战斗部和引信 24
2.2.5 推进系统 28
2.2.6 弹体 32
第3章 导弹仿真综述 34
3.0 符号表 34
3.1 引言 34
3.2 导弹仿真的目的 36
3.2.1 导弹仿真目的分析 36
3.2.2 本书侧重的仿真目的 39
3.3 导弹仿真的要素 39
3.3.1 导弹制导与控制的仿真39
3.3.2 导弹和目标运动仿真 40
3.3.3 坐标系的作用 44
3.3.4 计算周期 47
3.4 仿真的细节层次 49
3.4.1 匹配仿真目标的建模 50
3.4.2 满足本书目标所需的模型复杂度 51
第4章 导弹动力学 53
4.0 符号表 53
4.1 引言 56
4.2 术语和规约 57
4.3 基本方程 59
4.3.1 牛顿第二运动定律 60
4.3.2 旋转参考系 61
4.4 力和力矩 65
4.4.1 空气动力和力矩 65
4.4.2 推力和力矩 67
4.4.3 重力 70
4.5 运动方程 73
4.5.1 平移方程 74
4.5.2 转动方程 76
4.6 运动方程的应用 81
第5章 作用在导弹上的空气动力 82
5.0 符号表 82
5.1 引言 84
5.2 空气动力系数 85
5.2.1 空气动力系数的应用 85
5.2.2 阻力系数 90
5.2.3 升力系数 93
5.2.4 力矩系数 94
5.3 气动稳定性导数 97
5.3.1 升力曲线斜率 99
5.3.2 静态俯仰稳定性导数 99
5.3.3 动态稳定性导数 99
5.3.4 滚动稳定性导数 100
5.4 空气动力系数的确定 100
5.4.1 分析预测法 101
5.4.2 风洞测试 102
5.4.3 飞行试验 104
5.5 大气特性 105
5.6 导弹空气动力和力矩公式 106
5.6.1 力和力矩 106
5.6.2 系数 107
5.6.3 简化式 108
5.7 滚动弹体考虑因素 109
5.7.1 滚动参考坐标系 110
5.7.2 忽略低滚动速率 111
5.7.3 平均空气动力系数 111
5.7.4 马格努斯效应 112
5.7.5 舵偏角调制 112
第6章 导弹推进系统 113
6.0 符号表 113
6.1 引言 113
6.2 推进系统分类 114
6.2.1 固体推进剂火箭发动机 114
6.2.2 吸气增强式火箭发动机 114
6.2.3 液体推进剂火箭发动机 115
6.2.4 涡轮喷气发动机 115
6.2.5 冲压发动机 115
6.3 推力和质量参数仿真 115
6.3.1 药柱温度 116
6.3.2 参考条件 116
6.3.3 质量变化 116
6.3.4 筒式发射 117
6.4 推力和力矩矢量 117
第7章 导弹及目标运动 119
7.0 符号表 119
7.1 引言 123
7.2 坐标系 123
7.3 导弹运动 124
7.3.1 初始状态 124
7.3.2 导弹飞行 125
7.4 目标运动 137
7.4.1 匀速直线飞行 138
7.4.2 机动飞行 138
7.5 导弹目标相对几何关系 142
7.5.1 相对位置 143
7.5.2 相对姿态 143
7.5.3 脱靶距离 144
第8章 制导与控制建模 148
8.0 符号表 148
8.1 引言 151
8.2 制导模型 152
8.2.1 导引头建模 152
8.2.2 制导处理器建模 160
8.2.3 自动驾驶建模 164
8.2.4 陆基制导建模 167
8.3 控制系统建模 171
8.4 硬件替换 173
8.4.1 导弹硬件替换的描述 174
8.4.2 导引头硬件替换 177
8.4.3 自动驾驶仪硬件替换 179
8.4.4 控制系统硬件替换 179
第9章 场景仿真 180
9.1 引言 180
9.2 场景要素 181
9.2.1 目标 181
9.2.2 场景背景 184
9.2.3 对抗措施 184
9.2.4 大气和距离效应 186
9.3 场景仿真方法 187
9.3.1 数学场景仿真 187
9.3.2 实物场景仿真 187
9.3.3 电子场景仿真 189
9.4 场景仿真设备 189
9.4.1 光电场景 189
9.4.2 射频场景 194
第10章 仿真实现 197
10.0 符号表 197
10.1 引言 198
10.2 计算机的选择 199
10.2.1 传统硬件 201
10.2.2 现代硬件 202
10.2.3 仿真计算机设备示例 203
10.2.4 次要考虑 204
10.3 计算机语言的选择 205
10.3.1 传统语言 205
10.3.2 现代语言 207
10.4 仿真解算技术 210
10.4.1 微分方程的数值解法 211
10.4.2 传递函数的数字解法 221
10.4.3 半实物仿真应考虑的问题 228
第11章 校核与验证 233
11.1 引言 233
11.2 校核 234
11.3 验证 234
11.3.1 可信度层次 235
11.3.2 测试结果对比 235
11.3.3 场景确认 238
11.4 确认 238
11.5 方法选择 238
第12章 仿真集成 240
12.0 符号表 240
12.1 引言 245
12.2 仿真实例 245
12.2.1 场景 245
12.2.2 目标 245
12.2.3 程序结构 246
12.2.4 仿真设计 246
12.2.5 输入数据 247
12.2.6 初始化 250
12.2.7 火控 251
12.2.8 大气 252
12.2.9 相当位置和速度 253
12.2.10 测试接近速度 253
12.2.11 导引头 254
12.2.12 制导与控制 255
12.2.13 气动力 258
12.2.14 推进 262
12.2.15 重力 262
12.2.16 运动方程 263
12.2.17 更新 266
12.2.18 子程序 268
12.2.19 结果 271
参考文献 282
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