MATLAB在飛行器制導控制系統(tǒng)研制中的應用

第1章 緒論\t1
1．1 精確制導武器制導控制系統(tǒng)概述\t2
1．1．1 精確制導武器制導控制系統(tǒng)的概念及組成\t2
1．1．2 精確制導武器的制導控制系統(tǒng)的研制過程\t3
1．2 MATLAB軟件在制導控制系統(tǒng)研制中的應用\t7
1．2．1 MATLAB的發(fā)展歷程\t8
1．2．2 基于MATLAB開展制導控制系統(tǒng)設計的優(yōu)點\t9
1．2．3 MATLAB的組成及其在制導控制系統(tǒng)研制中的應用\t10
1．3 本書的結構及內容\t17
第2章 MATLAB程序語言設計基礎\t19
2．1 MATLAB 軟件界面簡介\t19
2．1．1 MATLAB軟件界面\t19
2．1．2 MATLAB軟件設置\t20
2．2 MATLAB語言中的變量及命令行窗口的基本操作\t22
2．2．1 MATLAB語言中的變量及數(shù)據結構\t22
2．2．2 MATLAB語言中命令行窗口的操作\t24
2．3 MATLAB語言中數(shù)據的運算方法\t26
2．3．1 Matlab語言中數(shù)據的創(chuàng)建\t26
2．3．2 Matlab語言中數(shù)據的標識與尋訪\t30
2．3．3 Matlab語言中數(shù)據的運算處理\t31
2．4 MATLAB 函數(shù)的編寫與調試\t35
2．4．1 M文件的分類及構成元素\t35
2．4．2 M函數(shù)的類別\t37
2．4．3 M語言中的控制流\t38
2．4．4 M函數(shù)的參數(shù)傳遞\t42
2．4．5 M文件編輯器簡介\t42
2．4．6 M語言的編程技巧、調試方法與耗時測試\t43
2．5 MATLAB的數(shù)據曲線繪制\t46
2．5．1 二維曲線及修飾方法\t46
2．5．2 三維繪圖及修飾方法\t49
2．5．3 特殊曲線的繪制方法\t53
2．6 本章要點小結\t54
第3章 MATLAB與科學計算\t55
3．1 利用MATLAB求解線性代數(shù)問題\t55
3．1．1 矩陣的基本分析方法\t55
3．1．2 代數(shù)方程的求解\t59
3．2 利用MATLAB求解微積分問題\t63
3．2．1 MATLAB中微積分問題的解析解求解方法\t63
3．2．2 MATLAB中微積分問題的數(shù)值解求解方法\t66
3．2．3 常微分方程的數(shù)值求解方法\t68
3．3 利用MATLAB求解優(yōu)化問題\t71
3．3．1 非線性方程組的求解\t72
3．3．2 無約束情況下優(yōu)化問題的求解\t73
3．3．3 約束情況下優(yōu)化問題的求解\t74
3．3．4 優(yōu)化問題求解函數(shù)的設置\t76
3．4 利用MATLAB進行插值、擬合和統(tǒng)計\t77
3．4．1 數(shù)據的插值處理\t77
3．4．2 曲線數(shù)據的擬合\t79
3．4．3 隨機數(shù)據的生成和統(tǒng)計\t81
3．5 本章要點小結\t84
第4章 基于飛行器線性模型的控制系統(tǒng)設計\t85
4．1 飛行器數(shù)學模型的建立\t85
4．1．1 典型飛行器剛體動力學模型\t86
4．1．2 飛行器的小擾動線性化模型\t92
4．1．3 飛行器動力學系統(tǒng)的傳遞函數(shù)\t94
4．2 飛行器控制系統(tǒng)的典型系統(tǒng)結構\t96
4．2．1 飛行器控制系統(tǒng)的任務需求\t96
4．2．2 典型過載控制系統(tǒng)結構組成\t97
4．2．3 典型姿態(tài)控制系統(tǒng)結構組成\t100
4．3 線性系統(tǒng)模型在MATLAB環(huán)境中的描述方法\t101
4．3．1 線性連續(xù)系統(tǒng)模型在MATLAB中的描述方法\t101
4．3．2 線性離散時間模型在MATLAB中的描述方法\t105
4．3．3 線性系統(tǒng)模型之間的相互轉換\t107
4．3．4 線性系統(tǒng)模型的連接處理\t110
4．4 利用MATLAB開展線性控制系統(tǒng)的特性分析\t113
4．4．1 基于MATLAB的線性控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析\t114
4．4．2 基于MATLAB的線性控制系統(tǒng)的狀態(tài)可控性和可觀性分析\t119
4．4．3 基于MATLAB的線性系統(tǒng)規(guī)范分解\t121
4．5 利用MATLAB開展線性控制系統(tǒng)的時域分析\t122
4．5．1 線性控制系統(tǒng)的時域分析方法\t122
4．5．2 MATLAB在線性控制系統(tǒng)的時域分析中的應用\t125
4．6 利用MATLAB開展線性控制系統(tǒng)的根軌跡分析\t130
4．6．1 線性控制系統(tǒng)的根軌跡分析方法\t130
4．6．2 MATLAB在線性控制系統(tǒng)的根軌跡繪制函數(shù)\t132
4．7 利用MATLAB開展線性控制系統(tǒng)的頻域分析\t134
4．7．1 線性控制系統(tǒng)的頻域分析概念及基本方法\t134
4．7．2 MATLAB在線性控制系統(tǒng)的頻域分析中的應用\t138
4．8 MATLAB中線性定常系統(tǒng)分析工具linearSystemAnalyzer\t141
4．8．1 線性定常系統(tǒng)分析工具箱linearSystemAnalyzer簡介\t142
4．8．2 線性定常系統(tǒng)分析工具箱linearSystemAnalyzer的使用\t144
4．9 MATLAB中SISO控制系統(tǒng)輔助設計工具controlSystemDesigner\t148
4．9．1 SISO控制系統(tǒng)輔助設計工具controlSystemDesigner簡介\t149
4．10 某型飛行器控制性能分析\t153
4．11 本章要點小結\t156
第5章 基于飛行器非線性模型的控制系統(tǒng)仿真驗證\t158
5．1 典型飛行器的動力學運動學非線性模型\t159
5．1．1 近程飛行器六自由度模型\t160
5．1．2 滾轉導彈六自由度模型\t162
5．1．3 遠程火箭六自由度模型\t165
5．1．4 遠程火箭的繞質心轉動的運動學方程組\t168
5．2 Simulink建模環(huán)境的基本使用方法\t170
5．2．1 Simulink建模環(huán)境的基本操作\t170
5．2．2 Simulink建模環(huán)境中模塊\t175
5．2．3 Simulink建模環(huán)境中信號\t178
5．2．4 Simulink建模環(huán)境中的子系統(tǒng)設置\t180
5．2．5 Simulink建模環(huán)境中的仿真參數(shù)設置\t181
5．2．6 Simulink建模環(huán)境中的部分概念說明\t187
5．3 Simulink建模環(huán)境的常用模塊\t190
5．3．1 信號源模塊庫（Sources）\t190
5．3．2 信號輸出模塊庫（Sinks）\t197
5．3．3 連續(xù)系統(tǒng)模塊庫（Continuous）\t202
5．3．4 不連續(xù)系統(tǒng)模塊庫（Discontinuities）\t208
5．3．5 離散系統(tǒng)模塊庫（Discrete）\t211
5．3．6 邏輯與位操作模塊庫（Logic and Bit Operations）\t212
5．3．7 查表運算模塊庫（Lookup Tables）\t214
5．3．8 數(shù)學運算模塊庫（Math Operations）\t217
5．3．9 端口及子系統(tǒng)模塊庫（Ports ＆ Subsystems）\t221
5．3．10 信號屬性模塊庫（Signal Attributes）\t222
5．3．11 信號路由選擇模塊庫（Signal Routing）\t224
5．3．12 用戶自定義函數(shù)模塊庫（User-Defined Functions）\t227
5．4 Simulink建模環(huán)境的晉級使用技巧\t229
5．4．1 Simulink建模環(huán)境中查找與瀏覽功能\t229
5．4．2 Simulink建模環(huán)境中條件執(zhí)行技術\t231
5．4．3 Simulink建模環(huán)境中流控制技術\t234
5．4．4 Simulink建模環(huán)境中子模塊的封裝技術\t241
5．5 基于Simulink的飛行器非線性模型的建立\t247
5．5．2 Simulink環(huán)境下飛行器模型的搭建步驟\t248
5．5．3 Simulink環(huán)境下六自由度仿真模型\t249
5．6 本章要點小結\t254
第6章 先進飛控算法在MATLAB/Simulink中的實現(xiàn)\t256
6．1 Simulink環(huán)境中高級使用方法\t256
6．1．1 Simulink模型的M語言調用方法\t257
6．1．2 Simulink模型中的回調函數(shù)設置\t262
6．1．3 Simulink中S函數(shù)的使用方法\t266
6．1．4 Simulink模型的線性化處理及分析工具\t275
6．2 MATLAB中航空航天工具箱和模塊庫的使用\t276
6．2．1 MATLAB中航空航天工具箱Aerospace Toolbox簡介\t276
6．2．2 MATLAB中航空航天模塊庫Aerospace Blockset簡介\t281
6．2．3 MATLAB中航空航天工具箱和模塊庫的相關例程\t288
6．3 神經網絡在Matlab/Simulink中使用方法\t291
6．3．1 神經網絡的基本概念\t291
6．3．2 MATLAB中神經網絡工具箱Neural Network Toolbox的簡介\t295
6．3．3 MATLAB中神經網絡工具箱Neural Network Toolbox的應用工具\t301
6．3．4 MATLAB中神經網絡工具箱Neural Network Toolbox的Simulink
模塊庫\t305
6．3．5 MATLAB中神經網絡工具箱Neural Network Toolbox的相關例程\t306
6．4 模糊控制在Matlab/Simulink中使用方法\t307
6．4．1 模糊控制的基本概念\t307
6．4．2 MATLAB中模糊邏輯工具箱Fuzzy Logic Toolbox的簡介\t310
6．4．3 MATLAB中模糊邏輯工具箱Fuzzy Logic Toolbox的應用工具\t319
6．4．4 MATLAB中模糊邏輯工具箱Fuzzy Logic Toolbox的Simulink模塊庫\t323
6．4．5 MATLAB中模糊邏輯工具箱Fuzzy Logic Toolbox的相關例程\t323
6．5 本章要點小結\t325
第7章 MATLAB在飛行器制導系統(tǒng)設計分析中的應用\t327
7．1 精確制導武器導引律的設計分析\t327
7．1．1 精確制導武器各種導引律簡介\t327
7．1．2 精確制導武器制導系統(tǒng)的設計與仿真驗證\t330
7．2 制導控制系統(tǒng)中常用濾波處理的在MATLAB的實現(xiàn)方法\t335
7．2．1 MATLAB中的常用的信號濾波處理方法\t335
7．2．2 MATLAB中實現(xiàn)卡爾曼濾波的常用方法\t346
7．3 圖像尋的制導研究中的Matlab應用方法\t356
7．3．1 MATLAB中的圖像處理基礎\t357
7．3．2 MATLAB中的圖像增強處理方法\t361
7．3．3 MATLAB中的圖像復原處理方法\t367
7．3．4 MATLAB中的圖像分割及跟蹤處理方法\t372
7．3．5 MATLAB中開展圖像處理的例程\t379
7．4 雷達尋的制導研究中的MATLAB應用方法\t384
7．4．1 雷達制導系統(tǒng)的相關基礎知識\t385
7．4．2 MATLAB的射頻工具箱RF Toolbox簡介\t388
7．4．3 MATLAB的相控陣系統(tǒng)工具箱Phased Array System Toolbox簡介\t399
7．4．4 Simulink中SimRF模塊庫簡介\t409
7．5 本章要點小結\t416
第8章 MATLAB在飛行器制導控制系統(tǒng)仿真驗證中的應用\t418
8．1 利用MATLAB開展蒙特卡羅數(shù)學仿真驗證\t418
8．1．1 蒙特卡羅仿真的概念\t419
8．1．2 制導控制系統(tǒng)研制中蒙特卡羅仿真驗證\t421
8．2 常用的MATLAB模型解算速度提升方法\t425
8．2．1 制導控制系統(tǒng)仿真計算中對模型運行速度的需求分析\t425
8．2．2 提升Simulink模型運行速度的常用方法\t426
8．2．3 MATLAB環(huán)境下單機多核并行計算實現(xiàn)方法\t429
8．2．4 MATLAB環(huán)境下機群分布式并行計算實現(xiàn)方法\t432
8．3 MATLAB在制導控制系統(tǒng)半實物仿真中的應用\t436
8．3．1 半實物仿真試驗相關概念\t436
8．3．2 MATLAB在半實物仿真系統(tǒng)中的應用\t439
8．5 本章要點小結\t446
第9章 MATLAB在試驗數(shù)據結果分析中的應用\t447
9．1 試驗數(shù)據分析中的基本概念\t447
9．1．1 誤差的概念和分類\t447
9．1．2 試驗數(shù)據的精確度與判斷\t448
9．1．3 試驗數(shù)據分析的主要內容\t449
9．2 基于MATLAB的試驗數(shù)據描述性分析及數(shù)據預處理方法\t449
9．2．1 試驗數(shù)據的描述性分析方法及其相關MATLAB函數(shù)\t450
9．2．2 試驗數(shù)據的預處理方法及其相關MATLAB函數(shù)\t453
9．3 基于Matlab的試驗數(shù)據假設檢驗分析方法\t457
9．3．1 試驗數(shù)據假設檢驗的基本概念\t457
9．3．2 常用的參數(shù)假設檢驗及其相關MATLAB函數(shù)\t458
9．3．3 常用的非參數(shù)假設檢驗及其相關MATLAB函數(shù)\t460
9．4 基于MATLAB的試驗數(shù)據參數(shù)估計方法\t462
9．4．1 試驗數(shù)據參數(shù)估計的基本概念\t463
9．4．2 常用的試驗數(shù)據不同分布假設檢驗及其相關MATLAB函數(shù)\t463
9．5 基于MATLAB的試驗數(shù)據回歸分析方法\t465
9．5．1 一元線性回歸模型及其相關MATLAB函數(shù)\t465
9．5．2 多元線性回歸模型及其相關MATLAB函數(shù)\t467
9．5．3 非線性回歸的形式及其相關MATLAB函數(shù)\t469
9．6 試驗數(shù)據的統(tǒng)計繪圖分析\t471
9．6．1 常用的統(tǒng)計繪圖\t471
9．6．2 概率分布統(tǒng)計繪圖\t473
9．6．3 MATLAB中圖形繪制方法匯總\t474
9．7 本章要點小結\t475
附表：格拉布斯臨界值表\t477
參考文獻\t480