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出版者:电子工业

作者:贲德

出品人:

页数:429

译者:

出版时间:2006-12

价格:72.00元

装帧:

isbn号码:9787121036361

丛书系列:雷达技术丛书

图书标签:

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飞控系统与先进导航技术 第一章：引言与基础 本手册深入探讨现代飞行控制系统（FCS）的设计、实现与优化，并辅以对高精度导航技术的全面解析。在航空航天领域，飞行安全、任务效率以及飞行品质的提升，越来越依赖于复杂、可靠且智能的控制与导航技术。本书旨在为航空工程师、系统设计师以及高级技术院校学生提供一个坚实的理论基础和丰富的工程实践参考。 1.1 飞行控制系统的演进与架构 飞行控制系统已从早期的机械式和液压助力系统，发展到如今集成了先进传感器、高性能处理器和冗余执行器的全数字电传飞控系统（Fly-by-Wire, FBW）。本章将追溯这一发展历程，详细剖析FBW系统的基本构成，包括飞行控制计算机（FCC）、数据总线（如MIL-STD-1553B和ARINC 429）、输入设备（操纵杆、仪表）和输出设备（舵机、作动器）。我们将重点讨论冗余设计的重要性，特别是三模冗余（TMR）和四模冗余系统在确保飞行安全和故障容错方面的应用。 1.2 经典飞行力学回顾 深入理解控制系统的基础，必须对飞机气动特性和运动学有深刻认识。本节将复习六自由度（6-DOF）运动方程的建立，并着重分析不同飞行状态下（如起飞、爬升、巡航、机动、降落）的空气动力学参数变化。此外，还将介绍静稳定裕度和动态稳定性概念，为后续的控制律设计打下基础。 1.3 传感器技术在飞控中的应用 控制系统的性能直接受限于输入信息的精度和实时性。本章详细介绍了惯性测量单元（IMU）的原理，包括激光陀螺仪（HRG/FOG）和微机电系统（MEMS）加速度计和陀螺仪的特性、误差模型及误差补偿技术。此外，气压传感器、全球导航卫星系统（GNSS）接收机以及姿态和地平参考系统（AHRS）的数据融合策略，是保证系统稳定性的关键。 第二章：飞行控制律设计与实现 控制律是FCS的核心“大脑”，它决定了飞机如何响应飞行员指令和外部扰动。本章将侧重于现代控制理论在飞行控制中的实际应用。 2.1 线性控制方法 虽然现代系统趋向于非线性设计，但经典线性控制方法仍是许多子系统和初步设计的基石。我们将详细讲解PID控制器的设计、参数整定（如Ziegler-Nichols法）及其在增稳回路中的应用。随后，将探讨状态空间表示法，包括极点配置（Pole Placement）和线性二次型调节器（LQR）的设计过程，并分析其在提高系统响应速度和抑制耦合干扰方面的优势。 2.2 现代非线性控制策略 对于需要大幅度机动或在复杂气动环境下飞行的飞机，非线性控制是必然选择。本节将深入探讨滑模控制（SMC）的理论与实践，重点关注其对模型不确定性和外部干扰的鲁棒性。此外，反馈线性化（Feedback Linearization）技术将作为一种将非线性系统转化为可控线性系统的方法进行介绍，并讨论其在推力矢量控制（TVC）系统中的应用潜力。 2.3 增稳与指令系统的集成 飞行品质（Flying Quality）是衡量控制系统性能的关键指标。本章将介绍如何通过内环（姿态/速率控制）和外环（速度/航向控制）的层级结构来实现期望的驾驶品质。特别关注自动油门（Autothrottle）与速度稳定器的集成设计，以及如何通过先进的动态逆方法实现飞行员输入到舵面指令的解耦转换。 第三章：先进导航技术与定位 精准的导航是实现自动化飞行的先决条件。本章将聚焦于导航信息的高精度获取、处理与时间同步。 3.1 全球导航卫星系统（GNSS）原理与抗差性 详细阐述GNSS（GPS, GLONASS, Galileo, 北斗）的信号结构、测距原理及定位算法。鉴于GNSS信号易受干扰和欺骗（Spoofing）的影响，本章将重点分析接收机抗干扰技术（如抗多径、抗干扰抑制）和导航系统对GNSS信号完整性（Integrity）的评估方法。 3.2 惯性导航系统（INS）与自主导航 惯性导航系统依靠积分来提供高频率、短期的姿态、速度和位置估计。我们将剖析陀螺仪和加速度计的误差漂移模型，并介绍基于卡尔曼滤波（Kalman Filter, KF）或扩展卡尔曼滤波（EKF）的误差状态估计技术。特别关注INS的长期精度问题及如何通过周期性地“对准”（Alignment）和“对准后导航”（Navigation After Alignment）来实现性能维持。 3.3 传感器数据融合 现代导航依赖于多源异构传感器数据的融合，以实现最优估计。本章将系统介绍数据融合的数学框架，包括松耦合（Loosely Coupled）、紧耦合（Tightly Coupled）和深度融合（Deeply Integrated）架构。卡尔曼滤波作为核心工具，将详细展示如何融合来自IMU、气压计、GNSS和地面参考（如DME/VOR）的数据，以提供高精度、高鲁棒性的导航解。 第四章：飞行管理与任务规划 本章将视角从单点控制提升到全任务管理层面，探讨如何将控制与导航功能集成到高级的飞行管理系统中。 4.1 自动驾驶仪（Autopilot）与自动飞行系统（AFS） 详细解析自动驾驶仪的各个组成部分，包括高度保持、航向保持、航迹跟踪和进近模式。讨论先进的自动飞行系统如何集成进飞行管理计算机（FMC），并实现基于性能（Performance-Based）或基于区域（Area-Based）的导航逻辑。重点分析RNP（Required Navigation Performance）标准的实现对飞行控制接口的要求。 4.2 飞行包线保护（FEP） 飞行包线保护是现代FCS安全性的核心特征。本节将阐述如何实时监测飞机的迎角、侧滑角、过载和地速等关键参数，并将其与飞机的物理限制（如失速角、结构载荷极限）进行比较。设计和实现一个有效的保护系统，确保即使在飞行员输入超出安全范围时，系统也能自动介入，将飞机限制在安全操作区域内。 4.3 系统集成与接口设计 在实际工程中，FCS需要与机载电子设备、态势感知系统以及人机接口（HMI）进行无缝交互。本章将讨论开放式架构（如基于Ethernet的Avionics Network）的趋势，以及如何确保系统间的接口定义清晰、数据交换可靠且符合适航标准。 结语 飞行控制与导航技术是航空工程领域持续创新的前沿阵地。本书所阐述的理论与实践，为应对未来高动态、高自主性飞行器的挑战提供了必要的知识储备。掌握这些技术，是通往下一代智能飞行平台设计和应用的关键。

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这本书简直是打开了新世界的大门！我一直对那些能够“看见”远方、穿透迷雾的黑科技感到好奇，而《机载雷达技术》这本书，虽然我还没来得及细读，光是翻阅目录和一些章节的标题，就已经让我对接下来的阅读充满了期待。书中涉及到的诸如“多普勒效应原理”、“脉冲压缩技术”、“合成孔径雷达（SAR）成像”等概念，光是听起来就充满了科学的严谨和工程的魅力。我尤其感兴趣的是，书中会不会深入讲解雷达是如何克服各种环境干扰，比如电磁噪声、天气因素等，来获取清晰的目标信息的。还有，那些令人惊叹的雷达应用场景，比如搜救、测绘，甚至是在科幻电影中看到的那些追踪飞船的场景，背后到底蕴含了怎样的技术原理？虽然我不是这方面的专业人士，但这本书的章节设置和一些初步的图表，让我觉得即便是一些比较抽象的概念，也能通过细致的讲解和直观的展示而变得易于理解。我感觉自己正在一步步接近那些曾经只存在于想象中的“千里眼”。

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这本书给我的第一印象是充满了“未来感”，让我不禁联想到那些在电影和游戏中出现的先进侦测系统。虽然我并不是雷达领域的专家，但书中提到的“目标识别”、“跟踪算法”、“数据融合”等术语，无不透露出其在尖端科技领域的应用前景。我很好奇，书中是否会详细介绍不同类型的雷达在探测不同目标时的技术特点和局限性，例如，用于侦测地面目标的雷达和用于监视空中目标的雷达，在工作方式上会有怎样的差异？书中对“目标分类”和“态势感知”的阐述，更是让我对接下来的内容充满好奇。我设想，这本书可能会深入浅出地讲解雷达系统是如何从海量的数据中提取出有价值的信息，并最终形成一个清晰、可操作的决策支持系统。尽管我还没有开始深入阅读，但仅仅是封面设计和目录的排版，就已经传递出一种专业、厚重的气息，让我对接下来的学习充满信心。

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这本书的标题就如同它的内容一样，充满了“硬核”科技的魅力，让我对其中蕴含的知识感到由衷的敬佩。我一直以来都对军事装备和航空航天技术有着浓厚的兴趣，而雷达作为现代军事和航空领域不可或缺的关键技术，其复杂性和重要性不言而喻。我特别期待书中能详细阐述“雷达探测精度”的影响因素，以及如何通过技术手段来不断提升这种精度。书中可能还会涉及“电子对抗”和“反电子对抗”等相关技术，这对于理解现代战争的攻防博弈具有重要的现实意义。我设想，这本书将会带领我走进一个充满挑战和创新的技术世界，让我了解工程师们是如何克服重重困难，设计出如此精密的探测系统。光是想到书中可能包含的各种技术图解和工程实例，就已经让我对接下来的阅读充满了渴望。

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这是一本关于“物理”与“工程”完美结合的书籍，从书名就能感受到其严谨的科学底蕴。我对于书中可能涉及的“电磁波传播”、“目标散射特性”等基础物理原理非常感兴趣，这些是理解雷达工作机制的基石。我期待书中能够清晰地解释，雷达是如何利用电磁波的发射和接收来探测目标的。此外，书中关于“信号调制”、“解调”等技术细节的介绍，也让我对接下来的内容充满期待。我设想，这本书可能会从最基本的物理定律出发，逐步构建起整个雷达系统的技术框架，并深入到每一个关键环节的工程实现。这对于理解雷达系统的设计、优化和故障诊断都至关重要。这本书的厚度也暗示着其内容的丰富性和深度，我期待能够通过阅读它，不仅理解“是什么”，更能理解“为什么”。

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这是一本非常扎实的工业技术读物，尽管我还没有深入到每一页的细节，但从它严谨的结构和对核心概念的梳理来看，就知道这是一本值得反复揣摩的案头宝典。书中对“信号处理”、“天线理论”、“系统集成”等关键环节的论述，预示着它将提供一套完整的技术框架。我特别期待了解书中关于“雷达方程”的推导和应用，这应该是理解雷达性能的关键。此外，书中可能还会涉及一些“先进雷达体制”，比如“相控阵雷达”或“低截获概率雷达”的原理和优势，这对于理解现代军事和民用雷达的发展趋势至关重要。这本书的受众群体似乎相当广泛，既可能吸引专业的雷达工程师，也可能引起对航空航天、电子工程领域感兴趣的学生和爱好者。我个人比较关注的是，书中对于雷达在实际工作中的“可靠性”、“维护性”和“功耗”等工程化方面的讨论，毕竟再先进的技术，也需要能够稳定可靠地运行。

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