控制理论与兵器应用电子书

内容简介

前言

第1章 绪论

1.1 控制理论的基本概念

1.2 控制理论的基本内容

1.3 控制系统的分类

1.4 对控制系统的要求

1.4.1 典型输入信号

1.4.2 控制系统的性能指标

1.5 控制理论的发展简史

1.6 控制理论在现代兵器中的应用及发展趋势

习题

第2章 控制系统的数学模型

2.1 控制系统数学模型的概念

2.2 控制系统的动态微分方程

2.2.1 典型元部件的微分方程

2.2.2 控制系统微分方程的建立

2.2.3 线性定常微分方程的求解

2.2.4 非线性微分方程的线性化

2.3 控制系统的传递函数

2.3.1 传递函数的基本概念

2.3.2 火炮随动系统的传递函数

2.4 控制系统的结构框图和信号流图

2.4.1 结构框图的基本概念

2.4.2 信号流图的基本概念

2.4.3 飞航导弹纵向控制系统的传递函数

2.4.4 控制系统的常用传递函数

2.5 基于MATLAB编程建立舰炮随动跟踪系统数学模型

习题

第3章 控制系统的时域分析

3.1 控制系统的动态响应分析

3.1.1 控制系统的时域性能指标

3.1.2 低阶系统的动态响应分析

3.1.3 高阶系统的动态分析与降阶

3.2 控制系统的稳定性与稳态误差分析

3.2.1 稳定性的概念与稳定判据

3.2.2 控制系统的稳态误差

3.3 身管武器瞄控系统的时域性能分析

3.4 导弹横滚控制系统的分析与设计

3.4.1 横滚控制系统设计要求的分析

3.4.2 横滚控制系统的传递函数

3.4.3 控制器增益的选取

3.5 基于MATLAB编程的导弹控制系统时域分析

3.5.1 导弹自动驾驶系统的稳定性分析

3.5.2 导弹舵回路动态特性

习题

第4章 控制系统的根轨迹分析

4.1 根轨迹法的概念和绘制

4.2 线性系统根轨迹分析方法

4.2.1 主导极点的概念

4.2.2 增加开环零极点对根轨迹的影响

4.3 舰载激光武器控制系统的根轨迹分析

4.4 用根轨迹法分析鱼雷航向控制系统

4.5 导弹末弹道速度控制系统设计

4.5.1 控制系统参数分析

4.5.2 控制器参数设计

习题

第5章 控制系统的频率特性分析

5.1 频率特性与频域稳定判据

5.1.1 频率特性的概念

5.1.2 典型环节的频率特性

5.1.3 频域稳定判据

5.2 控制系统的相对稳定性

5.2.1 相对稳定性

5.2.2 稳定裕度的求取方法

5.3 控制系统频率特性分析

5.3.1 开环频率特性分析

5.3.2 闭环系统的频域性能指标

5.4 导弹纵向控制系统的频率特性分析

5.4.1 俯仰角稳定回路频域特性分析

5.4.2 高度稳定回路频率特性分析

5.5 鱼雷纵倾控制系统的频率特性分析

习题

第6章 反馈控制系统校正设计

6.1 校正的基本概念与常用校正网络

6.1.1 校正的基本概念

6.1.2 常用校正网络及其特性

6.2 控制系统校正方法

6.2.1 串联校正

6.2.2 期望频率特性法校正

6.2.3 反馈校正

6.3 MATLAB辅助鱼雷航向控制系统校正设计

6.4 身管武器瞄控系统的对数频率特性综合设计

6.4.1 系统动态性能分析

6.4.2 PID控制器设计

6.5 鱼雷横滚角稳定系统校正设计

6.5.1 鱼雷横滚特性及性能要求

6.5.2 具有阻尼回路的横滚稳定系统

6.5.3 具有超前校正网络的横滚稳定系统

6.5.4 设计超前校正网络

习题

第7章 控制系统的状态空间描述

7.1 状态空间和状态方程

7.1.1 状态空间描述的基本概念

7.1.2 状态空间模型的状态变量图描述

7.2 控制系统数学模型变换

7.2.1 状态向量的线性变换

7.2.2 系统数学模型的转换

7.2.3 系统的传递函数矩阵

7.3 线性系统动态分析

7.3.1 线性定常系统状态方程的解

7.3.2 线性时变系统状态方程的解

7.4 水下航行器的深度控制系统分析

7.4.1 深度控制系统的传递函数

7.4.2 稳定性分析

7.4.3 系统的响应特性分析

习题

第8章 控制系统的状态空间分析

8.1 线性系统能控性和能观测性的概念

8.2 线性定常连续系统能控性判据和能观测性判据

8.3 线性系统的结构分解

8.4 李雅普诺夫稳定性分析

8.4.1 李雅普诺夫意义下的稳定性问题

8.4.2 李雅普诺夫稳定性理论

习题

第9章 状态反馈与状态观测器设计

9.1 状态反馈与输出反馈

9.2 反馈控制对能控性与能观测性的影响

9.3 闭环系统极点配置

9.3.1采用状态反馈配置闭环系统极点

9.3.2采用线性非动态输出反馈至参考输入配置闭环系统极点

9.3.3 镇定问题

9.4 状态观测器

9.4.1 全维状态观测器的构造思想

9.4.2 闭环观测器极点配置

9.4.3 降维状态观测器

9.5采用状态观测器的状态反馈系统

9.6 解耦控制

9.7 线性控制系统理论的工程应用举例

9.7.1 稳态精度与跟踪问题

9.7.2倒立摆控制系统设计

9.7.3 基于状态空间综合法的鱼雷航向控制系统设计实例

习题

第10章 最优控制系统设计

10.1 最优控制的概念与数学描述

10.2 无约束最优控制的变分法

10.2.1 古典变分法

10.2.2 具有二次型性能指标的线性调节器

10.2.3 具有二次型性能指标的线性伺服器

10.3 导弹制导中的二次型最优控制

10.4 极小值原理

10.5 航行器姿态控制系统的时间最少控制问题

10.6 导弹燃料消耗最少控制问题

习题

参考文献