臨近空間高超聲速飛行器兼具航天器與航空器的優(yōu)點(diǎn),融合了當(dāng)今諸多航空 航天的前沿技術(shù),是未來飛行器的重要發(fā)展方向,受到全世界各軍事強(qiáng)國的青睞。 以臨近空間高超聲速飛行器技術(shù)為基礎(chǔ)的高超聲速飛行器武器系統(tǒng),必將成為導(dǎo) 彈武器裝備體系中的“撒手锏”利器。本書緊跟臨近空間高超聲速飛行器前沿技術(shù),以高超聲速飛行器控制系統(tǒng)為主要內(nèi)容,結(jié)合課題組近年來的教學(xué)與科學(xué)研 究情況編撰而成。

本書力求遵循由淺入深、由易到難、由簡到繁、循序漸進(jìn)的教學(xué)規(guī)律,較為系 統(tǒng)地介紹國內(nèi)外高超聲速飛行器控制系統(tǒng)技術(shù)。第1章臨近空間高超聲速飛行 器概述,介紹臨近空間高超聲速飛行器的定義及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。第2章介紹臨 近空間大氣環(huán)境,分析臨近空間對高超聲速飛行器的影響。第3章控制系統(tǒng)原理及分析,重點(diǎn)介紹臨近空間飛行器的控制系統(tǒng)方案及結(jié)構(gòu)。第4章激光捷聯(lián)慣性 導(dǎo)航系統(tǒng),重點(diǎn)介紹臨近空間飛行器常采用的激光捷聯(lián)慣組的基本原理,激光陀 螺儀與加速度計(jì)以及組合導(dǎo)航的特點(diǎn)及原理。第5章姿態(tài)控制系統(tǒng),重點(diǎn)介紹高 超聲速飛行器的姿態(tài)控制系統(tǒng)方案、主要性能要求以及姿態(tài)控制系統(tǒng)的工作過程 及原理。第6章臨近空間飛行器制導(dǎo)系統(tǒng),詳細(xì)分析高超聲速飛行器的制導(dǎo)原 理、各飛行階段的運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型,并介紹軌跡優(yōu)化及最優(yōu)末制導(dǎo)律設(shè)計(jì)方法。第7章重點(diǎn)介紹臨近空間飛行器彈星地通信原理及特點(diǎn)。第8章介紹了課題組近年來的最新研究成果,即臨近空間高超聲速飛行器魯棒控制技術(shù),重點(diǎn)介紹考慮控制約束的魯棒模型預(yù)測控制算法。

焚膏油以繼晷,恒兀兀以窮年。本書是筆者所在的教學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在高超聲速 飛行器控制系統(tǒng)領(lǐng)域歷年教學(xué)與科研實(shí)踐工作的基礎(chǔ)上,結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)而 編寫的。主要編寫人員有秦偉偉、劉剛、趙欣、王俊提等,由劉剛教授統(tǒng)籌。其中, 第1章由秦偉偉、劉剛編寫,第2章由劉剛編寫,第3、 5、 6章由秦偉偉編寫,第4章 由趙欣編寫,第7章由王俊提編寫,第8章由秦偉偉編寫。全書由秦偉偉統(tǒng)稿, 王俊提負(fù)責(zé)審修、趙欣負(fù)責(zé)校對。同時(shí),課題組何兵副教授、王慶文講師和博士 研究生胡琛、李振華、林浩申、安喜彬等,以及碩士研究生潘點(diǎn)恒、張廣豪、葉多 福、張凱杰、馬霄龍等同學(xué)在材料收集、學(xué)術(shù)討論、圖表繪制和公式編寫上做了大量工作。

本書的編寫工作得到了火箭軍工程大學(xué)訓(xùn)練部教務(wù)處、空間工程系領(lǐng)導(dǎo)以及 701教研室領(lǐng)導(dǎo)和同事的鼎力支持和無私幫助。同時(shí),本書在編寫過程中得到了火箭軍工程大學(xué)汪立新教授和劉潔瑜教授的大力支持和幫助。本書在編寫過程 中參考了《高超聲速飛行器制導(dǎo)與控制技術(shù)》《吸氣式高超聲速飛行器控制技術(shù)》 《導(dǎo)彈慣性制導(dǎo)技術(shù)》等書中部分內(nèi)容,在此對這些作者表示衷心的感謝,并對文 中引用的參考文獻(xiàn)的作者表示感謝。此外,本書介紹的部分研究工作得到了國家 自然科學(xué)基金項(xiàng)目“面向全飛行包線的高超聲速飛行器復(fù)雜動(dòng)態(tài)建模及主動(dòng)魯棒控制”(批準(zhǔn)號: 61503392)的資助。 受限于筆者之能力,本書難免有不妥之處,懇請讀者批評指正,以使之完善提高。

作 者

2017年6月于西