空地导弹质点弹道和动态分析仿真和研究
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摘要
飞行力学是研究飞行运动规律的一门学科，它是力学的一个分支，飞行力学作为飞行的理论基础，是随着人类飞行实践活动的不断开拓而逐渐形成和发展起来的。本文讨论的质点弹道和动态分析是飞行力学两个重要的理论组成部分。它们在理论上和实际工程中都得到广泛的运用，技术比较成熟。本文着重于对这部分理论进行软件仿真实现和讨论，并在理论和实现上进行了有益的探讨。
首先，给出了质点弹道(方案弹道)的数学模型，结合空地导弹给出了导弹飞行的各个阶段的方案。并在此基础上开发了一个俯仰角规律设计软件包。
导弹动态特性分析，或者称为飞行特性分析，是讨论实际弹道与理想弹道之间动力学问题。本文在小扰动的基础上的导弹线性化扰动方程组的基础上，从两个方面讨论了导弹的动态特性分析。工程上运用的三通道动态分析，本文系统的介绍了它的理论并在此基础上给出了它的软件仿真实现；同时，也在导弹线性化扰动方程组上，建立了一个线性微分状态方程，并在此基础上给出了相应的时域分析的实例。
另外，本文给出了一个控制系统分析工具包的实现。它能够实现分析控制系统的基本功能以及实验数据的处理。动态分析即是在这个工具包上进行。
最后，介绍了本文涉及到的软件，并对得到的结果进行了初步分析。另外，本文涉及到的软件均从属于某型号导弹的六自由度仿真平台，是其中的一部分。软件采用了模块化，面向对象思想和技术。
This research explores two major fields of Flight Dynamics First, this research explores the Missle scheme trajectory design , trajectory model construction and scheme feasibility,, And the same time a software was supplied which can design Proposal trajectory and evaluate particle trajectory through three-degree-of-freedom trajectory simulation . Secondly, this research constructs dynamic analyse models which bases on small perturbation assumption , and builds body analyse models according to analyze missile independence three-tunnels assumption,, Analyse data was the output of missle six-degree-of-freedom trajectory simulation,, Considering that independence three-tunnels assumptions, such as small deviations some parameters be ignored and decoupling approximately, this research will explores a method which gives a 1 inear state differential equation of all missile basing on small deviations assumption,,
Another, a control system analyse kit was given in the paper. It can realize radical fuctions of analyse control system and deal with experimental datao And dynamic analyse which the paper involes perform on this Kit.
Finally, the papar introduces a software which it relates to, at the same time explores results of simulation elementarily,: And the software is part of six-degree-of-freedom simulation platform about certain type missile o The object-oriented and modularization technologies were adopted in the software.
首先，给出了质点弹道(方案弹道)的数学模型，结合空地导弹给出了导弹飞行的各个阶段的方案。并在此基础上开发了一个俯仰角规律设计软件包。
导弹动态特性分析，或者称为飞行特性分析，是讨论实际弹道与理想弹道之间动力学问题。本文在小扰动的基础上的导弹线性化扰动方程组的基础上，从两个方面讨论了导弹的动态特性分析。工程上运用的三通道动态分析，本文系统的介绍了它的理论并在此基础上给出了它的软件仿真实现；同时，也在导弹线性化扰动方程组上，建立了一个线性微分状态方程，并在此基础上给出了相应的时域分析的实例。
另外，本文给出了一个控制系统分析工具包的实现。它能够实现分析控制系统的基本功能以及实验数据的处理。动态分析即是在这个工具包上进行。
最后，介绍了本文涉及到的软件，并对得到的结果进行了初步分析。另外，本文涉及到的软件均从属于某型号导弹的六自由度仿真平台，是其中的一部分。软件采用了模块化，面向对象思想和技术。
This research explores two major fields of Flight Dynamics First, this research explores the Missle scheme trajectory design , trajectory model construction and scheme feasibility,, And the same time a software was supplied which can design Proposal trajectory and evaluate particle trajectory through three-degree-of-freedom trajectory simulation . Secondly, this research constructs dynamic analyse models which bases on small perturbation assumption , and builds body analyse models according to analyze missile independence three-tunnels assumption,, Analyse data was the output of missle six-degree-of-freedom trajectory simulation,, Considering that independence three-tunnels assumptions, such as small deviations some parameters be ignored and decoupling approximately, this research will explores a method which gives a 1 inear state differential equation of all missile basing on small deviations assumption,,
Another, a control system analyse kit was given in the paper. It can realize radical fuctions of analyse control system and deal with experimental datao And dynamic analyse which the paper involes perform on this Kit.
Finally, the papar introduces a software which it relates to, at the same time explores results of simulation elementarily,: And the software is part of six-degree-of-freedom simulation platform about certain type missile o The object-oriented and modularization technologies were adopted in the software.
引文
[1] 唐硕，Skyfly六自由度仿真平台方案设计报告，西北工业大学航天工程学院，2003．
[2] 李新国，××导弹弹道仿真数学模型，西北工业大学航天工程学院，2000．12
[3] 方群 曾颖超，导弹飞行力学基础(下册)(动态分析)，西北工业大学出版社，2000
[4] 方群，导弹飞行力学，西北工业大学出版社，1996
[5] 吕学富，飞行器飞行力学，西北工业大学出版社，1996
[6] 王行仁，飞行实时仿真系统及技术，北京航空航天大学出版社，1998
[7] 袁子怀，钱杏芳 有控飞行力学与计算机仿真，国防工业出版社，2001
[8] 熊光楞、彭毅等，先进仿真技术及仿真环境，国防工业出版社，1997
[9] 黄寿康等 流体动力、弹道、载荷、环境，宇航出版社，1991
[10] 费景高等 防空导弹设计中的数值方法，宇航出版社，1991
[11] 陈绍明等 飞航导弹气动设计，宇航出版社，1991
[12] 钱杏芳等 导弹飞行力学，北京理工大学出版社，2000
[13] Hamesbrian Brashear, Air-To-Ground Missile Constructive Model Development And Implimentation In MODSAF, B.S.Millersville University, 1998
[14] 秦之瑾，巡航导弹最新发展动向，导弹与航天运载技术，2001．5
[15] 徐敏 严恒元，飞行器空气动力工程计算方法，西北工业大学出版社 1998
[16] 陈再新等，空气动力学，航空工业出版社，1993
[17] 杨军，导弹控制系统设计原理，西北工业大学，1993
[18] 刘卫东等译，数据结构C++语言描述，清华大学出版社，1998
[19] 胡寿松等，自动控制原理(第三版)，国防工业出版社，2001
[20] 阙志宏等，线形系统理论，西北工业大学出版社，1995
[21] The ASDL Missle Design Team, DKM119 Fast Attack,Air Launched Air to Ground Missile, AIAA Missle Systems Technical Committee, 1999
[22] Der-Ren Taur and Jeng-Shing Chern, Optimal Side Jet Control Vertically Cold Launched Tactical Missiles, AIAA-2000-4164
[23] Eugene L.Duke,Robert F.Antoniewicz and Keith D.Krambeer, Derivation and Definition of a Linear Aircraft Model, NASA Reference Publication
1207,1998
[24] Lura E.Ken,Steve D.Belle,and Eugene L.Duke, Effects of Simplifying Assumptions on Optimal Trajectory Estimation for a High-Performance Aircaft, NASA Technical Memorandum 101721, 1990
[25] Richard E.Day, coupling Dynamics in Aircraft: A Historical Perspective, NASA special Publication 532, 1997
[26] 周志强 高浩，非线形解耦控制与飞机敏捷性机动，飞行力学，1995．9
[27] 刘志检等，MATLAB应用程序接口用户指南，科学出版社，2000
[28] 唐硕等，空空导弹虚拟样机设计环境数学库类使用参考，2002
[29] 蒲俊等，MATLAB6.0数学手册，浦东电子出版社，2002
[30] 宛延闿，C++语言和面向对象程序设计，清华大学出版社，1999
[31] Bruce Eckel, Thinking in C++, Prentice Hall. Inc, 1995
[32] 许多生等，飞机滚转时惯性耦合运动的分岔分析，航空学报，2001．3
[33] 王忠俊，非线性飞行控制方法研究概述，飞行力学，1995．9
[2] 李新国，××导弹弹道仿真数学模型，西北工业大学航天工程学院，2000．12
[3] 方群 曾颖超，导弹飞行力学基础(下册)(动态分析)，西北工业大学出版社，2000
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[5] 吕学富，飞行器飞行力学，西北工业大学出版社，1996
[6] 王行仁，飞行实时仿真系统及技术，北京航空航天大学出版社，1998
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[18] 刘卫东等译，数据结构C++语言描述，清华大学出版社，1998
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[20] 阙志宏等，线形系统理论，西北工业大学出版社，1995
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[23] Eugene L.Duke,Robert F.Antoniewicz and Keith D.Krambeer, Derivation and Definition of a Linear Aircraft Model, NASA Reference Publication
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[24] Lura E.Ken,Steve D.Belle,and Eugene L.Duke, Effects of Simplifying Assumptions on Optimal Trajectory Estimation for a High-Performance Aircaft, NASA Technical Memorandum 101721, 1990
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[30] 宛延闿，C++语言和面向对象程序设计，清华大学出版社，1999
[31] Bruce Eckel, Thinking in C++, Prentice Hall. Inc, 1995
[32] 许多生等，飞机滚转时惯性耦合运动的分岔分析，航空学报，2001．3
[33] 王忠俊，非线性飞行控制方法研究概述，飞行力学，1995．9