MATLAB在飞行器制导控制系统研制中的应用 下载 mobi 免费 pdf 百度网盘 epub 2025 在线 电子书

制导控制系统作为飞行器和 制导 的核心组成部分，其性能优劣直接影响到飞行器的性能和 系统的战技指标。由于飞行器是一个具有非线性、时变、耦合和不确定性的被控对象，导致其制导控制系统设计过程较为复杂，需要经过系统建模、设计、分析、数学仿真、系统部件测试、半实物仿真、飞行试验等诸多环节，其设计过程难度大、周期长、花费多、效率低。 Matlab作为当今世界科学研究和工程领域中广泛使用的控制系统设计工具，为设计者提供了系统设计/系统测试/系统仿真/数据分析一体化的 的系统开发与设计环境。在飞行器制导控制系统设计过程中，Matlab有 广泛的应用，在方案论证、控制回路设计和制导回路详细设计，仿真验证试验等不同的研制阶段中发挥了重要的作用。设计人员基于Matlab仿真评估，能够做到边设计、边分析、边试验，大大提高了工程设计与型号研制的效率和质量。 本书结合飞行器制导控制系统的研制过程，详细介绍了Matlab在控制系统设计、非线性模型仿真验证、制导系统设计分析、半实物仿真验证和试验数据统计分析等方面的应用。

第1章 绪论1

1.1 制导 制导控制系统概述2

1.1.1 制导 制导控制系统的概念及组成2

1.1.2 制导 的制导控制系统的研制过程3

1.2 MATLAB软件在制导控制系统研制中的应用7

1.2.1 MATLAB的发展历程8

1.2.2 基于MATLAB开展制导控制系统设计的优点9

1.2.3 MATLAB的组成及其在制导控制系统研制中的应用10

1.3 本书的结构及内容17

第2章 MATLAB程序语言设计基础19

2.1 MATLAB 软件界面简介19

2.1.1 MATLAB软件界面19

2.1.2 MATLAB软件设置20

2.2 MATLAB语言中的变量及命令行窗口的基本操作22

2.2.1 MATLAB语言中的变量及数据结构22

2.2.2 MATLAB语言中命令行窗口的操作24

2.3 MATLAB语言中数据的运算方法26

2.3.1 Matlab语言中数据的创建26

2.3.2 Matlab语言中数据的标识与寻访30

2.3.3 Matlab语言中数据的运算处理31

2.4 MATLAB 函数的编写与调试35

2.4.1 M文件的分类及构成元素35

2.4.2 M函数的类别37

2.4.3 M语言中的控制流38

2.4.4 M函数的参数传递42

2.4.5 M文件编辑器简介42

2.4.6 M语言的编程技巧、调试方法与耗时测试43

2.5 MATLAB的数据曲线绘制46

2.5.1 二维曲线及修饰方法46

2.5.2 三维绘图及修饰方法49

2.5.3 特殊曲线的绘制方法53

2.6 本章要点小结54

第3章 MATLAB与科学计算55

3.1 利用MATLAB求解线性代数问题55

3.1.1 矩阵的基本分析方法55

3.1.2 代数方程的求解59

3.2 利用MATLAB求解微积分问题63

3.2.1 MATLAB中微积分问题的解析解求解方法63

3.2.2 MATLAB中微积分问题的数值解求解方法66

3.2.3 常微分方程的数值求解方法68

3.3 利用MATLAB求解优化问题71

3.3.1 非线性方程组的求解72

3.3.2 无约束情况下优化问题的求解73

3.3.3 约束情况下优化问题的求解74

3.3.4 优化问题求解函数的设置76

3.4 利用MATLAB进行插值、拟合和统计77

3.4.1 数据的插值处理77

3.4.2 曲线数据的拟合79

3.4.3 随机数据的生成和统计81

3.5 本章要点小结84

第4章 基于飞行器线性模型的控制系统设计85

4.1 飞行器数学模型的建立85

4.1.1 典型飞行器刚体动力学模型86

4.1.2 飞行器的小扰动线性化模型92

4.1.3 飞行器动力学系统的传递函数94

4.2 飞行器控制系统的典型系统结构96

4.2.1 飞行器控制系统的任务需求96

4.2.2 典型过载控制系统结构组成97

4.2.3 典型姿态控制系统结构组成100

4.3 线性系统模型在MATLAB环境中的描述方法101

4.3.1 线性连续系统模型在MATLAB中的描述方法101

4.3.2 线性离散时间模型在MATLAB中的描述方法105

4.3.3 线性系统模型之间的相互转换107

4.3.4 线性系统模型的连接处理110

4.4 利用MATLAB开展线性控制系统的特性分析113

4.4.1 基于MATLAB的线性控制系统的稳定性分析114

4.4.2 基于MATLAB的线性控制系统的状态可控性和可观性分析119

4.4.3 基于MATLAB的线性系统规范分解121

4.5 利用MATLAB开展线性控制系统的时域分析122

4.5.1 线性控制系统的时域分析方法122

4.5.2 MATLAB在线性控制系统的时域分析中的应用125

4.6 利用MATLAB开展线性控制系统的根轨迹分析130

4.6.1 线性控制系统的根轨迹分析方法130

4.6.2 MATLAB在线性控制系统的根轨迹绘制函数132

4.7 利用MATLAB开展线性控制系统的频域分析134

4.7.1 线性控制系统的频域分析概念及基本方法134

4.7.2 MATLAB在线性控制系统的频域分析中的应用138

4.8 MATLAB中线性定常系统分析工具linearSystemAnalyzer141

4.8.1 线性定常系统分析工具箱linearSystemAnalyzer简介142

4.8.2 线性定常系统分析工具箱linearSystemAnalyzer的使用144

4.9 MATLAB中SISO控制系统辅助设计工具controlSystemDesigner148

4.9.1 SISO控制系统辅助设计工具controlSystemDesigner简介149

4.10 某型飞行器控制性能分析153

4.11 本章要点小结156

第5章 基于飞行器非线性模型的控制系统仿真验证158

5.1 典型飞行器的动力学运动学非线性模型159

5.1.1 近程飞行器六自由度模型160

5.1.2 滚转导弹六自由度模型162

5.1.3 远程火箭六自由度模型165

5.1.4 远程火箭的绕质心转动的运动学方程组168

5.2 Simulink建模环境的基本使用方法170

5.2.1 Simulink建模环境的基本操作170

5.2.2 Simulink建模环境中模块175

5.2.3 Simulink建模环境中信号178

5.2.4 Simulink建模环境中的子系统设置180

5.2.5 Simulink建模环境中的仿真参数设置181

5.2.6 Simulink建模环境中的部分概念说明187

5.3 Simulink建模环境的常用模块190

5.3.1 信号源模块库（Sources）190

5.3.2 信号输出模块库（Sinks）197

5.3.3 连续系统模块库（Continuous）202

5.3.4 不连续系统模块库（Discontinuities）208

5.3.5 离散系统模块库（Discrete）211

5.3.6 逻辑与位操作模块库（Logic and Bit Operations）212

5.3.7 查表运算模块库（Lookup Tables）214

5.3.8 数学运算模块库（Math Operations）217

5.3.9 端口及子系统模块库（Ports ＆ Subsystems）221

5.3.10 信号属性模块库（Signal Attributes）222

5.3.11 信号路由选择模块库（Signal Routing）224

5.3.12 用户自定义函数模块库（User-Defined Functions）227

5.4 Simulink建模环境的晋级使用技巧229

5.4.1 Simulink建模环境中查找与浏览功能229

5.4.2 Simulink建模环境中条件执行技术231

5.4.3 Simulink建模环境中流控制技术234

5.4.4 Simulink建模环境中子模块的封装技术241

5.5 基于Simulink的飞行器非线性模型的建立247

5.5.2 Simulink环境下飞行器模型的搭建步骤248

5.5.3 Simulink环境下六自由度仿真模型249

5.6 本章要点小结254

第6章 飞控算法在MATLABSimulink中的实现256

6.1 Simulink环境中 使用方法256

6.1.1 Simulink模型的M语言调用方法257

6.1.2 Simulink模型中的回调函数设置262

6.1.3 Simulink中S函数的使用方法266

6.1.4 Simulink模型的线性化处理及分析工具275

6.2 MATLAB中航空航天工具箱和模块库的使用276

6.2.1 MATLAB中航空航天工具箱Aerospace Toolbox简介276

6.2.2 MATLAB中航空航天模块库Aerospace Blockset简介281

6.2.3 MATLAB中航空航天工具箱和模块库的相关例程288

6.3 神经网络在MatlabSimulink中使用方法291

6.3.1 神经网络的基本概念291

6.3.2 MATLAB中神经网络工具箱Neural Network Toolbox的简介295

6.3.3 MATLAB中神经网络工具箱Neural Network Toolbox的应用工具301

6.3.4 MATLAB中神经网络工具箱Neural Network Toolbox的Simulink

模块库305

6.3.5 MATLAB中神经网络工具箱Neural Network Toolbox的相关例程306

6.4 模糊控制在MatlabSimulink中使用方法307

6.4.1 模糊控制的基本概念307

6.4.2 MATLAB中模糊逻辑工具箱Fuzzy Logic Toolbox的简介310

6.4.3 MATLAB中模糊逻辑工具箱Fuzzy Logic Toolbox的应用工具319

6.4.4 MATLAB中模糊逻辑工具箱Fuzzy Logic Toolbox的Simulink模块库

常晓飞，男，博士，副教授。2010年6月以前在西北工业大学获得博士学位，2010年6月-至今，任职于西北工业大学航天学院。

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