飞行器控制系统

　　本书包括5章：□□章概述，概要介绍飞行器控制系统的基本原理和发展历程；第□章介绍飞行器控制系统常见测量装置；第3章介绍飞行器控制系统常见执行机构；第4章介绍运载火箭飞行控制系统；第5章介绍航天器控制系统。

　　杨露，女，河南洛阳人，中科院自动化所控制科学与工程专业博士后，原装备学院兵器发射理论与技术专业博士，现任航天工程大学宇航科学与技术系航天器系统与运用工程教研室主任、副教授，控制科学与工程专业硕士生导师。在航空航天领域从事控制技术、测试诊断与综合健康管理技术研究和教学工作20年，出版专著《信息融合故障诊断技术》，申报专利10余项，软著10余项，主讲“飞行器控制系统”、“故障检测与诊断技术”课程十余年，被评为大学“十佳授课”教员，获首届航天基金（优秀教员）奖，并多次在总部级教学比赛中获奖，荣立三等功2次。2017年为南昌洪都教练机开发故障诊断专家系统出口赞比亚，2021年为主设计研制并成功发射航天工程大学首颗卫星“太空试验1号天健卫星”。

第1章概述1
 
1.1飞行器1
 
1.1.1航空器1
 
1.1.2临近空间飞行器3
 
1.1.3航天器4
 
1.1.4运载器5
 
1.2飞行器控制系统6
 
1.2.1控制的含义6
 
1.2.2飞行器控制的含义7
 
1.2.3飞行器控制系统的含义10
 
1.3飞行器控制系统的发展历程13
 
思考题19
第2章飞行器控制系统常见测量装置20
 
2.1陀螺仪基本原理20
 
2.1.1定轴性21
 
2.1.2进动性23
 
2.1.3反作用特性25
 
2.2飞行器姿态角速度测量装置26
 
2.2.1单自由度陀螺仪26
 
2.2.2速率陀螺仪28
 
2.2.3积分陀螺仪32
 
2.2.4激光陀螺仪35
 
2.2.5光纤陀螺仪37
 
2.3飞行器姿态角测量装置38
 
2.3.1二自由度陀螺仪38
 
2.3.2自由陀螺仪41
 
2.3.3垂直陀螺仪43
 
2.3.4方向陀螺仪46
 
2.3.5挠性陀螺仪48
 
2.3.6地球敏感器53
 
2.3.7太阳敏感器54
 
2.3.8星敏感器57
 
2.3.9磁强计58
 
2.4飞行器加速度测量装置59
 
2.4.1加速度计基本原理59
 
2.4.2重锤式加速度计61
 
2.4.3气浮线性加速度计62
 
2.4.4液浮摆式加速度计63
 
2.4.5石英挠性加速度计64
 
2.4.6气浮陀螺加速度计64
 
2.4.7微机械加速度计66
 
2.5飞行器惯性测量系统67
 
2.5.1陀螺稳定平台概述67
 
2.5.2单轴陀螺稳定平台69
 
2.5.3三轴陀螺稳定平台70
 
2.5.4四轴陀螺稳定平台74
 
2.5.5惯性测量组合75
 
思考题77
第3章飞行器控制系统常见执行机构78
 
3.1推力器78
 
3.1.1推力器原理及分类78
 
3.1.2液体火箭发动机79
 
3.1.3固体火箭发动机80
 
3.1.4火箭发动机主要性能参数81
 
3.1.5电推力器81
 
3.2伺服系统82
 
3.2.1可摆动推力器的伺服机构82
 
3.2.2固定式推力器的燃气舵84
 
3.2.3飞行器体表的空气舵84
 
3.3飞轮85
 
3.3.1零动量轮85
 
3.3.2偏置动量轮86
 
3.3.3控制力矩陀螺87
 
3.3.4框架动量轮89
 
3.4反作用球89
 
3.5磁力矩器90
 
思考题91
第4章运载火箭飞行控制系统92
 
4.1飞行控制系统的组成92
 
4.1.1制导系统93
 
4.1.2姿态控制系统95
 
4.1.3时序系统96
 
4.1.4电源配电系统96
 
4.2制导系统96
 
4.2.1导航计算99
 
4.2.2关机方程计算102
 
4.2.3导引方程计算106
 
4.2.4摄动制导方案108
 
4.2.5显式制导方案109
 
4.2.6平台式惯性制导110
 
4.2.7捷联式惯性制导111
 
4.2.8组合制导114
 
4.3姿态控制系统120
 
4.3.1姿态控制系统概述120
 
4.3.2连续式姿态控制系统121
 
4.3.3数字式姿态控制系统122
 
4.3.4校正网络124
 
4.4时序系统125
 
4.4.1时序装置基本组成125
 
4.4.2机械式时序装置126
 
4.4.3机电式时序装置128
 
4.4.4数字式时序装置129
 
4.5电源配电系统130
 
4.5.1一次电源130
 
4.5.2二次电源131
 
4.5.3配电器131
 
4.5.4电缆网132
 
思考题133
第5章航天器控制系统134
 
5.1航天器系统组成134
 
5.2卫星控制系统工作模式135
 
5.3卫星的姿态控制136
 
5.3.1被动姿态控制137
 
5.3.2主动姿态控制138
 
5.4卫星的轨道控制138
 
5.4.1非自主导航轨道控制139
 
5.4.2自主导航轨道控制140
 
5.5空间探测器的飞行控制140
 
5.6航天飞机的飞行控制142
 
思考题145
参考文献146