動(dòng)力學(xué)、制導(dǎo)與控制

(控制工程)動(dòng)力學(xué)、制導(dǎo)與控制

(控制工程)提綱開(kāi)課目的與課程介紹；飛行力學(xué)中的一些基本概念；飛行器飛行的力學(xué)原理；飛行器動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)方程組的建立；飛行器力學(xué)的模型簡(jiǎn)化與分析；飛行控制的設(shè)計(jì)；飛行軌跡與導(dǎo)引(制導(dǎo))規(guī)律設(shè)計(jì)；一些新方法的介紹；提綱開(kāi)課目的與課程介紹；第一部分課程介紹第一部分課程介紹開(kāi)課目的幫助學(xué)生理解控制知識(shí)怎樣應(yīng)用到實(shí)踐中去，理清思路。工程師沒(méi)有學(xué)很多的理論，可是能解決很多實(shí)際問(wèn)題；而現(xiàn)在控制理論教學(xué)與研究的問(wèn)題是：學(xué)生學(xué)了很多理論和公式，卻很茫然。學(xué)了很多數(shù)學(xué)符號(hào)如何與工程師交流？只見(jiàn)樹(shù)木，不見(jiàn)森林：越來(lái)越多的知識(shí)通過(guò)怎樣的途徑才能聯(lián)系起來(lái)？控制知識(shí)必須通過(guò)用力的實(shí)際平臺(tái)支撐。開(kāi)課目的幫助學(xué)生理解控制知識(shí)怎樣應(yīng)用到實(shí)踐中去，理清思路。工控制理論與工程之溝(1)控制理論與工程之溝(1)控制理論與工程之溝(2)控制理論與工程之溝(2)系統(tǒng)工程的傳承性控制工程對(duì)于廣義的系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)價(jià)值；系統(tǒng)工程的傳承性；傳承與創(chuàng)新的關(guān)系；系統(tǒng)工程的傳承性控制工程對(duì)于廣義的系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)價(jià)值；結(jié)合點(diǎn)“至少應(yīng)該熟悉一個(gè)具體領(lǐng)域中的工程實(shí)際問(wèn)題，這樣才能對(duì)這一學(xué)科的基本命題、方法和結(jié)論有深刻的理解”?！皼](méi)有工程技術(shù)的實(shí)際知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就缺少完全理解和徹底掌握工程控制論的基礎(chǔ)”。一切都要經(jīng)過(guò)實(shí)踐的檢驗(yàn)，要么辨明存在的價(jià)值，要么放棄存在的理由。結(jié)合點(diǎn)“至少應(yīng)該熟悉一個(gè)具體領(lǐng)域中的工程實(shí)際問(wèn)題，這樣才能對(duì)教學(xué)目的了解作為一個(gè)控制工程師或者系統(tǒng)工程師最基本的工作流程和規(guī)范，怎樣入手、分析和解決問(wèn)題以及如何進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)證；以飛行器為平臺(tái)，借助于直觀的物理理解和直覺(jué)，幫助學(xué)生深入理解和體會(huì)已學(xué)的控制知識(shí)；幫助學(xué)生樹(shù)立折中、辯證的系統(tǒng)觀，抓住事物的主要矛盾，簡(jiǎn)化問(wèn)題，建立正確的美學(xué)觀念；教學(xué)目的了解作為一個(gè)控制工程師或者系統(tǒng)工程師最基本的工作流程課程特點(diǎn)新的專業(yè)知識(shí)點(diǎn)不是很多，而重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)將以前所學(xué)的知識(shí)綜合；機(jī)理分析、物理直覺(jué)、數(shù)學(xué)推導(dǎo)分析與計(jì)算機(jī)仿真的綜合，中間的一些小作業(yè)也是這幾方面的綜合，最終解往往不唯一；以系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的管理方式，將學(xué)生分成幾個(gè)小組，以組內(nèi)討論的方式進(jìn)行完整的設(shè)計(jì)流程，并擇機(jī)在課堂上講解并交流；課程特點(diǎn)新的專業(yè)知識(shí)點(diǎn)不是很多，而重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)將以前所學(xué)的知識(shí)綜基礎(chǔ)知識(shí)要求牛頓力學(xué)基礎(chǔ)；高等數(shù)學(xué)初步；數(shù)值計(jì)算方法；自動(dòng)控制原理；現(xiàn)代控制理論部分知識(shí)；Matlab與C語(yǔ)言；基礎(chǔ)知識(shí)要求牛頓力學(xué)基礎(chǔ)；涉及到的主要知識(shí)點(diǎn)關(guān)于受力分析的基本直覺(jué)和一些基本概念(得到的設(shè)計(jì)結(jié)果都從最直觀的地方思考下是否合理)；泰勒展開(kāi)(抓住主要矛盾的最基本手段)；數(shù)值求解微分方程組(描述一個(gè)對(duì)象)；根軌跡、穩(wěn)定裕度(工程師的吃飯家伙)與描述函數(shù)等頻域知識(shí)；*狀態(tài)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)；*數(shù)值逼近與非線性規(guī)劃的思想；Matlab中主要基本控制分析函數(shù)的使用；熟練使用C或者C++語(yǔ)言；涉及到的主要知識(shí)點(diǎn)關(guān)于受力分析的基本直覺(jué)和一些基本概念(得到講授特點(diǎn)以PPT為主線，遇到關(guān)鍵性的原理講解時(shí)，以板書(shū)推導(dǎo)為主，希望加深大家的印象。本PPT是從幾個(gè)經(jīng)典教材中提煉出來(lái)的，避免糾結(jié)于過(guò)多的原理細(xì)節(jié)，回避過(guò)多的力學(xué)上的數(shù)學(xué)描述而引起讀者的茫然，采取讓學(xué)生在實(shí)例使用中逐漸理解的策略，這也是我本人的一個(gè)體會(huì)：逐漸培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于控制的感性認(rèn)識(shí)，而避免抽象的無(wú)處不在的理性。類比于語(yǔ)言的教學(xué)，在很多情況下，語(yǔ)感比語(yǔ)法更加重要。講授特點(diǎn)以PPT為主線，遇到關(guān)鍵性的原理講解時(shí)，以板書(shū)推導(dǎo)為飛行器平臺(tái)對(duì)于控制發(fā)展的影響萊特的第一架飛機(jī)在構(gòu)造上沒(méi)有與先前的設(shè)計(jì)有多少特殊之處，唯一的差別是引入了飛行舵面進(jìn)行操縱，才能維持穩(wěn)定的飛行；錢學(xué)森的《工程控制論》就是其在Caltec通過(guò)以飛行器為平臺(tái)講授控制原理的基礎(chǔ)上豐富完善的；飛行器平臺(tái)對(duì)于控制發(fā)展的影響萊特的第一架飛機(jī)在構(gòu)造上沒(méi)有與先飛行器平臺(tái)與系統(tǒng)工程人才培養(yǎng)(1)在我國(guó)，以飛行器為研制主體的航空航天領(lǐng)域是目前國(guó)內(nèi)少有的獨(dú)立進(jìn)行完全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的單位，經(jīng)過(guò)多年的不斷完善，這一條流水線上培養(yǎng)的控制工程師經(jīng)過(guò)了系統(tǒng)而嚴(yán)格的訓(xùn)練，不僅在控制領(lǐng)域具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，而且控制工程師也是培養(yǎng)總設(shè)計(jì)師最多的分系統(tǒng)專業(yè)，因?yàn)檫@個(gè)專業(yè)需要全面系統(tǒng)的分析和理解問(wèn)題。飛行器平臺(tái)與系統(tǒng)工程人才培養(yǎng)(1)在我國(guó)，以飛行器為研制主體飛行器平臺(tái)與系統(tǒng)工程人才培養(yǎng)(2)國(guó)內(nèi)以航空航天為特色的院校，在控制領(lǐng)域都具有很強(qiáng)的實(shí)力，這也充分說(shuō)明了控制的學(xué)習(xí)與研究如果脫離了實(shí)際對(duì)象將成為無(wú)源之水，無(wú)本之木。飛行器平臺(tái)與系統(tǒng)工程人才培養(yǎng)(2)國(guó)內(nèi)以航空航天為特色的院校課程主要內(nèi)容飛行器動(dòng)力學(xué)的力學(xué)基礎(chǔ)(解釋飛行器為何能飛以及改變其飛行狀態(tài)的機(jī)理)；飛行器的制導(dǎo)(飛行器的飛行軌跡是怎樣設(shè)計(jì)的以完成特定的任務(wù))；飛行器的控制(怎樣通過(guò)操縱執(zhí)行機(jī)構(gòu)使得飛行器能夠跟蹤制導(dǎo)指令)；一些現(xiàn)代新方法在飛行器制導(dǎo)與控制上的應(yīng)用。課程主要內(nèi)容飛行器動(dòng)力學(xué)的力學(xué)基礎(chǔ)(解釋飛行器為何能飛以及改本課程的重點(diǎn)針對(duì)對(duì)象主要以大氣層內(nèi)的有翼飛行器為重點(diǎn)對(duì)象.一則與我們更加接近,更容易為大家所理解;二則這個(gè)對(duì)象的一些主要分析研究方法和思想,可以為更廣泛的領(lǐng)域所借鑒.本課程的重點(diǎn)針對(duì)對(duì)象主要以大氣層內(nèi)的有翼飛行器為重點(diǎn)對(duì)象.一有翼式飛行器飛行器的升力基本由彈翼提供常見(jiàn)的翼形有翼式飛行器飛行器的升力基本由彈翼提供常見(jiàn)的翼形飛行器動(dòng)力學(xué)建模與仿真課件飛行器動(dòng)力學(xué)建模與仿真課件飛行器動(dòng)力學(xué)建模與仿真課件怎樣學(xué)習(xí)與讀書(shū)在有經(jīng)驗(yàn)的教師指導(dǎo)下有選擇的讀特定的章節(jié)，而不是通篇瀏覽，否則會(huì)索然乏味，不知所云，或者書(shū)讀得越多，受到的思想束縛也越多，成為文字的奴隸；主動(dòng)跟老師交流迷惑的問(wèn)題，可能得到很簡(jiǎn)單便捷的理解；對(duì)于不太多也不很繁瑣的作業(yè)自己推導(dǎo)與編程，熟悉整個(gè)流程，思考一下物理合理性；適當(dāng)時(shí)候系統(tǒng)回顧一下所學(xué)的東西，梳理出條理，理解物理本質(zhì)，取其精華，去其糟粕。怎樣學(xué)習(xí)與讀書(shū)在有經(jīng)驗(yàn)的教師指導(dǎo)下有選擇的讀特定的章節(jié)，而不課程介紹結(jié)束課程介紹結(jié)束第二部分飛行力學(xué)中的基本概念第二部分飛行力學(xué)中的基本概念基本概念飛行器的受力；升力如何產(chǎn)生；制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制的關(guān)系；基本概念飛行器的受力；飛機(jī)為何能飛(1)推力來(lái)源：發(fā)動(dòng)機(jī).阻力來(lái)源：空氣對(duì)機(jī)身的阻力和摩擦力.升力來(lái)源：伯努利原理.重力來(lái)源：萬(wàn)有引力.飛機(jī)為何能飛(1)推力來(lái)源：發(fā)動(dòng)機(jī).阻力來(lái)源：空氣對(duì)機(jī)身飛機(jī)為何能飛(2)伯努利原理飛機(jī)為何能飛(2)伯努利原理飛機(jī)為何能飛(3)弓形機(jī)翼明顯看出氣流在經(jīng)過(guò)機(jī)翼上面的時(shí)候所過(guò)的路程顯然大于氣流在經(jīng)過(guò)機(jī)翼下面的時(shí)候所過(guò)的路程，所以機(jī)翼上端的氣流流速大于機(jī)翼下端，所以機(jī)翼下端的壓力就大于機(jī)翼上端，產(chǎn)生了壓力差，升力就這麼產(chǎn)生了。飛機(jī)為何能飛(3)弓形機(jī)翼明顯看出氣流在經(jīng)過(guò)機(jī)翼上面的時(shí)候所制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制(GNC)制導(dǎo)(Guidance)：規(guī)劃出一條航行軌跡；導(dǎo)航(Navigation)：測(cè)量飛行器的實(shí)際姿態(tài)與位置；控制(Control)：操縱飛行器沿著規(guī)劃好的航行軌跡運(yùn)動(dòng)。對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)的反饋控制框圖，GNC分別對(duì)應(yīng)于哪些元素？制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制(GNC)制導(dǎo)(Guidance)：規(guī)劃出一歷史發(fā)展1936年，德國(guó)開(kāi)始進(jìn)行“制導(dǎo)火箭”研究工程。著名的V1和V2導(dǎo)彈，是現(xiàn)代制導(dǎo)武器的鼻祖，地地導(dǎo)彈。V1導(dǎo)彈傾斜發(fā)射，飛行完預(yù)設(shè)的距離后，轉(zhuǎn)動(dòng)升降舵，掉頭俯沖攻擊目標(biāo)。大約飛行370km，使用自動(dòng)駕駛儀，核心是陀螺。V2導(dǎo)彈投入實(shí)用，造成了很大心理威懾。精度：16km/322km系統(tǒng)組成：方向陀螺進(jìn)行航向穩(wěn)定+時(shí)間驅(qū)動(dòng)的俯仰指令機(jī)構(gòu)；軸向積分加速度計(jì)，當(dāng)速度達(dá)到要求時(shí)，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。使用了最早的陀螺與加速度計(jì)與現(xiàn)今高精度巡航導(dǎo)彈的差別：小閉環(huán)與大閉環(huán)歷史發(fā)展1936年，德國(guó)開(kāi)始進(jìn)行“制導(dǎo)火箭”研究工程。著名的飛行力學(xué)中的基本概念結(jié)束飛行力學(xué)中的基本概念結(jié)束第三部分飛行力學(xué)的分析第三部分飛行力學(xué)的分析飛行器的力學(xué)分析

飛行器的力學(xué)特性是其作為一個(gè)被控對(duì)象的特性，是研究飛行器制導(dǎo)與控制的基礎(chǔ).作為一個(gè)系統(tǒng)工程師或者控制工程師，只有對(duì)于對(duì)象本身特性有深入的了解，才可能針對(duì)其具體問(wèn)題有的放矢。飛行器的力學(xué)分析飛行器的力學(xué)特性是其作為一個(gè)被控對(duì)象的飛行器力學(xué)范疇飛機(jī)飛行力學(xué)；直升機(jī)飛行力學(xué)；導(dǎo)彈飛行力學(xué)；空間飛行器飛行力學(xué)；飛行器力學(xué)范疇飛機(jī)飛行力學(xué)；飛行器動(dòng)力學(xué)建模與仿真課件一個(gè)可能的認(rèn)識(shí)誤區(qū)

許多人認(rèn)為，航空或者航天的動(dòng)力學(xué)特性很復(fù)雜。其實(shí)不然，作為運(yùn)動(dòng)控制中主要分支，飛行器動(dòng)力學(xué)基本上都可以使用牛頓定律很清晰的進(jìn)行機(jī)理建模，而不象一些化工過(guò)程那樣機(jī)理黑箱，只能進(jìn)行近似建模或者數(shù)值逼近。一個(gè)可能的認(rèn)識(shí)誤區(qū) 許多人認(rèn)為，航空或者航天的動(dòng)力學(xué)特性很復(fù)回憶牛頓力學(xué)平動(dòng)的方程；轉(zhuǎn)動(dòng)的方程；回憶牛頓力學(xué)平動(dòng)的方程；作為剛體的飛行器質(zhì)心的移動(dòng)：力的影響：包括空氣動(dòng)力，發(fā)動(dòng)機(jī)的推力和

重力。繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)：相對(duì)于質(zhì)心的力矩,，包括空氣動(dòng)力矩，

推力矩。作為剛體的飛行器質(zhì)心的移動(dòng)：力的影響：包括空氣動(dòng)力，發(fā)動(dòng)機(jī)的兩個(gè)重要坐標(biāo)系研究氣動(dòng)力時(shí)，以速度坐標(biāo)系為基準(zhǔn)(O取在飛行器的質(zhì)心上，Ox3軸與速度矢量重合，Oy3軸位于機(jī)體縱向?qū)ΨQ平面內(nèi)Ox3軸垂直，指向上為正)；研究氣動(dòng)力矩時(shí)，以機(jī)體坐標(biāo)系為基準(zhǔn)(Ox1軸與機(jī)體縱軸重合，Oy1軸位于機(jī)體縱向?qū)ΨQ平面內(nèi)Ox1軸垂直，指向上為正)；氣動(dòng)力與力矩的大小和方向，則和上述兩個(gè)坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)。兩個(gè)重要坐標(biāo)系研究氣動(dòng)力時(shí)，以速度坐標(biāo)系為基準(zhǔn)(O取在飛行器兩個(gè)重要的坐標(biāo)系圖兩個(gè)重要的坐標(biāo)系圖迎角：飛行力學(xué)中最基本的概念迎角：又叫氣流角，包括攻角和側(cè)滑角。迎角在飛行力學(xué)，也就是作為控制對(duì)象的飛行器的特性建模中，具有基礎(chǔ)和核心的作用。正如同沒(méi)有反饋就沒(méi)有控制一樣，沒(méi)有迎角就沒(méi)有飛行力學(xué)，也就無(wú)從談上飛行器的設(shè)計(jì)。速度坐標(biāo)系與彈體坐標(biāo)系之間的相對(duì)方位可由兩個(gè)角度確定：(1)垂直分量是攻角α(2)水平分量是側(cè)滑角β迎角：飛行力學(xué)中最基本的概念迎角：又叫氣流角，包括攻角和側(cè)滑機(jī)翼的特性參數(shù)翼面積S——彈翼平面的投影面積，常作為特征面積；

機(jī)翼的特性參數(shù)翼面積S——彈翼平面的投影面積，常作為特征面積三大作用力阻力X(D)(反向于Ox3，減速)升力Y(L)(正向于Oy3，引起高度變化)側(cè)力Z(正向于Oz3，引起側(cè)向位置變化)X引起速度大小變化，Y和Z引起速度方向變化，是法向力動(dòng)壓q=1/2ρV2一般來(lái)說(shuō)，各個(gè)力系數(shù)是Ma數(shù)的函數(shù)對(duì)于一般的GNC問(wèn)題，主要就是通過(guò)氣動(dòng)力變化改變Y和Z從而調(diào)節(jié)飛行軌跡，而調(diào)節(jié)速度大小主要是發(fā)動(dòng)機(jī)推力的功能。X=cx*q*SY=cy*q*SZ=cz*q*S三大作用力阻力X(D)(反向于Ox3，減速)動(dòng)壓q=1/2升力系數(shù)的工程簡(jiǎn)易計(jì)算公式一般來(lái)說(shuō)，以上各個(gè)偏導(dǎo)系數(shù)都是Ma數(shù)的函數(shù)面對(duì)稱:軸對(duì)稱:攻角α提供的升力分量占到絕大部分，超過(guò)90%，因此只有改變?chǔ)敛拍苷嬲绊懮Φ淖兓M(jìn)而改變飛行器的高度；升降舵δz的改變不是用來(lái)直接影響升力的，而是通過(guò)調(diào)節(jié)α間接影響升力的(飛行控制改變軌跡的機(jī)理，需要深刻把握，并在未來(lái)的飛行控制設(shè)計(jì)中體會(huì))。

升力系數(shù)的工程簡(jiǎn)易計(jì)算公式一般來(lái)說(shuō)，以上各個(gè)偏導(dǎo)系數(shù)都是Ma阻力系數(shù)的特點(diǎn)迎角越大，阻力系數(shù)越大阻力系數(shù)的特點(diǎn)迎角越大，阻力系數(shù)越大飛行軌跡控制的機(jī)理：力到力矩從前面的分析中，可以知道舵是間接改變升力的。舵直接改變的是力矩的平衡關(guān)系，導(dǎo)致飛行器姿態(tài)發(fā)生改變，而速度軸的改變由于滯后的影響，機(jī)體軸與速度軸之間的差角發(fā)生改變，也就是迎角發(fā)生變化，從而產(chǎn)生了氣動(dòng)力的變化。飛行軌跡控制的機(jī)理：力到力矩從前面的分析中，可以知道舵是間接三大力矩俯仰力矩Mz偏航力矩My滾動(dòng)力矩Mx力的作用點(diǎn)，壓心(主要受Ma數(shù)影響)，十分重要注意觀察幾個(gè)控制舵的位置

三大力矩俯仰力矩Mz力的作用點(diǎn)，壓心(主要受Ma數(shù)影響)，十俯仰力矩工程簡(jiǎn)易計(jì)算公式小攻角和舵偏角情況下:最關(guān)鍵的主要3項(xiàng)(第2到4項(xiàng))：恢復(fù)力矩、操縱力矩、阻尼力矩上述三項(xiàng)是控制設(shè)計(jì)中的主要考慮因素，而恢復(fù)與操縱力矩量值又遠(yuǎn)比阻尼力矩大?；謴?fù)力矩總是自然的去平衡操縱力矩，使得二者之和基本為0，顧名思義。改變操縱力矩，就必然改變了攻角，從而影響了升力大小(這點(diǎn)在未來(lái)設(shè)計(jì)中可以通過(guò)輸出曲線對(duì)比的形式深化理解)。

俯仰力矩工程簡(jiǎn)易計(jì)算公式小攻角和舵偏角情況下:最關(guān)鍵的主要3側(cè)向力矩工程簡(jiǎn)易計(jì)算公式偏航滾動(dòng)與縱向的相對(duì)獨(dú)立不同，偏航與滾動(dòng)具有很強(qiáng)的耦合性，只要出現(xiàn)側(cè)滑角，這兩個(gè)方向都會(huì)受到影響。

側(cè)向力矩工程簡(jiǎn)易計(jì)算公式偏航滾動(dòng)與縱向的相對(duì)獨(dú)立不同，偏航與鉸鏈力矩操縱面上的空氣動(dòng)力，對(duì)于操縱面轉(zhuǎn)軸上的力矩，一般會(huì)降低控制面效率。從直觀上理解就是，由于飛行器高速飛行帶來(lái)的相對(duì)氣流對(duì)于操縱面帶來(lái)的阻力影響，而在靜止條件下不存在，操縱面相當(dāng)于頂風(fēng)前行。這個(gè)在控制的工程設(shè)計(jì)時(shí)十分重要，否則可能出現(xiàn)操縱面驅(qū)動(dòng)力矩小于鉸鏈力矩的情形，執(zhí)行機(jī)構(gòu)失效。鉸鏈力矩操縱面上的空氣動(dòng)力，對(duì)于操縱面轉(zhuǎn)軸上的力矩，一般會(huì)降飛行器的推力推力P(T)，根據(jù)方向是否通過(guò)質(zhì)心，判斷其是否產(chǎn)生力矩。飛行器的推力推力P(T)，根據(jù)方向是否通過(guò)質(zhì)心，判斷其是否產(chǎn)飛行器的重力G=mg飛行器的重力G=mg飛行力學(xué)的分析結(jié)束飛行力學(xué)的分析結(jié)束第四部分飛行器動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)方程組的建立第四部分飛行器動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)方程組的建立基礎(chǔ)：牛頓力學(xué)基礎(chǔ)：牛頓力學(xué)坐標(biāo)系的選擇選取坐標(biāo)系的原則應(yīng)該是：既能正確地描述飛行器的運(yùn)動(dòng)，又要使描述運(yùn)動(dòng)的方程形式簡(jiǎn)單清晰。確定質(zhì)心的位置坐標(biāo)和飛行器在空間的姿態(tài)等，建立地面坐標(biāo)系(慣性坐標(biāo)系)；研究飛行器質(zhì)心運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)標(biāo)量方程，建立彈道坐標(biāo)系；坐標(biāo)系的選擇選取坐標(biāo)系的原則應(yīng)該是：既能正確地描述飛行器的運(yùn)地面坐標(biāo)系A(chǔ)取在發(fā)射點(diǎn)上，Ax軸指向目標(biāo)，Ay軸沿垂線向上地面坐標(biāo)系A(chǔ)取在發(fā)射點(diǎn)上，Ax軸指向目標(biāo)，Ay軸沿垂線向上彈道(軌跡)坐標(biāo)系O取在飛行器質(zhì)心上，Ox2軸與速度方向V重合，Oy2軸位于包含速度矢量V的鉛垂平面內(nèi)垂直于Ox2，指向上為正彈道(軌跡)坐標(biāo)系O取在飛行器質(zhì)心上，Ox2軸與速度方向V重幾個(gè)坐標(biāo)系的特點(diǎn)機(jī)體坐標(biāo)系相對(duì)機(jī)體是不動(dòng)的，而速度坐標(biāo)系和彈道坐標(biāo)系相對(duì)機(jī)體是轉(zhuǎn)動(dòng)的。不同坐標(biāo)系之間的相互旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換，可以得到不同物理意義的角度變量(從一個(gè)坐標(biāo)系得到另一個(gè)坐標(biāo)系采用連續(xù)旋轉(zhuǎn)的方法：每次繞一個(gè)軸旋轉(zhuǎn))。旋轉(zhuǎn)后坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換公式可以直接由立體解析幾何推得，是3個(gè)初等旋轉(zhuǎn)矩陣的乘積，被稱為方向余弦矩陣，各個(gè)元素都是旋轉(zhuǎn)角度的正弦或者余弦，矩陣是正交的。幾個(gè)坐標(biāo)系的特點(diǎn)機(jī)體坐標(biāo)系相對(duì)機(jī)體是不動(dòng)的，而速度坐標(biāo)系和彈地面坐標(biāo)系與機(jī)體坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換歐拉角方向余弦矩陣地面坐標(biāo)系與機(jī)體坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換歐拉角方向余弦矩陣東北天坐標(biāo)系與經(jīng)緯度關(guān)系東北天坐標(biāo)系是一種特殊的大地平面坐標(biāo)系，三個(gè)軸分別指向東、北、天，適用于航程較短的飛行器；經(jīng)緯度產(chǎn)生于地球球面坐標(biāo)系，能夠更適用于遠(yuǎn)航程飛行器，充分考慮了地球的球面效應(yīng)；東北天坐標(biāo)系等大地坐標(biāo)系與球面坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換主要依據(jù)前者x軸的指向角，轉(zhuǎn)換公式是當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度的函數(shù)，通過(guò)迭代產(chǎn)生；東北天坐標(biāo)系與經(jīng)緯度關(guān)系東北天坐標(biāo)系是一種特殊的大地平面坐標(biāo)地面坐標(biāo)系與彈道坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換地面坐標(biāo)系與彈道坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換幾個(gè)坐標(biāo)系之間的關(guān)系幾個(gè)坐標(biāo)系之間的關(guān)系飛行器運(yùn)動(dòng)方程組動(dòng)力學(xué)方程運(yùn)動(dòng)學(xué)方程質(zhì)量變化方程幾何關(guān)系方程控制關(guān)系方程飛行器運(yùn)動(dòng)方程組動(dòng)力學(xué)方程動(dòng)力學(xué)方程(Dynamics)質(zhì)心運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程

動(dòng)力學(xué)方程(Dynamics)質(zhì)心運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程(Kinematics)質(zhì)心運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程運(yùn)動(dòng)學(xué)方程(Kinematics)質(zhì)心運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程繞質(zhì)心幾何關(guān)系方程幾何關(guān)系方程控制關(guān)系方程切向控制力改變速度大小，法向控制力改變速度方向；改變姿態(tài)，改變攻角和側(cè)滑角，產(chǎn)生氣動(dòng)力的變化；空氣舵面控制，推力矢量控制(擺動(dòng)噴管或者擾流片控制)，反作用力控制(ReactionControlSystem)控制關(guān)系方程切向控制力改變速度大小，法向控制力改變速度方向；舵面控制舵面控制調(diào)節(jié)變量控制飛行器的姿態(tài)或者過(guò)載加速度控制飛行器的速度調(diào)節(jié)變量控制飛行器的姿態(tài)或者過(guò)載加速度運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的數(shù)值解法歐拉法(Euler)Runge-Kutta法插值函數(shù)程序運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的數(shù)值解法歐拉法(Euler)插值函數(shù)程序飛行器動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)方程組的建立結(jié)束飛行器動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)方程組的建立結(jié)束動(dòng)力學(xué)、制導(dǎo)與控制

(控制工程)動(dòng)力學(xué)、制導(dǎo)與控制

(控制工程)提綱開(kāi)課目的與課程介紹；飛行力學(xué)中的一些基本概念；飛行器飛行的力學(xué)原理；飛行器動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)方程組的建立；飛行器力學(xué)的模型簡(jiǎn)化與分析；飛行控制的設(shè)計(jì)；飛行軌跡與導(dǎo)引(制導(dǎo))規(guī)律設(shè)計(jì)；一些新方法的介紹；提綱開(kāi)課目的與課程介紹；第一部分課程介紹第一部分課程介紹開(kāi)課目的幫助學(xué)生理解控制知識(shí)怎樣應(yīng)用到實(shí)踐中去，理清思路。工程師沒(méi)有學(xué)很多的理論，可是能解決很多實(shí)際問(wèn)題；而現(xiàn)在控制理論教學(xué)與研究的問(wèn)題是：學(xué)生學(xué)了很多理論和公式，卻很茫然。學(xué)了很多數(shù)學(xué)符號(hào)如何與工程師交流？只見(jiàn)樹(shù)木，不見(jiàn)森林：越來(lái)越多的知識(shí)通過(guò)怎樣的途徑才能聯(lián)系起來(lái)？控制知識(shí)必須通過(guò)用力的實(shí)際平臺(tái)支撐。開(kāi)課目的幫助學(xué)生理解控制知識(shí)怎樣應(yīng)用到實(shí)踐中去，理清思路。工控制理論與工程之溝(1)控制理論與工程之溝(1)控制理論與工程之溝(2)控制理論與工程之溝(2)系統(tǒng)工程的傳承性控制工程對(duì)于廣義的系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)價(jià)值；系統(tǒng)工程的傳承性；傳承與創(chuàng)新的關(guān)系；系統(tǒng)工程的傳承性控制工程對(duì)于廣義的系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)價(jià)值；結(jié)合點(diǎn)“至少應(yīng)該熟悉一個(gè)具體領(lǐng)域中的工程實(shí)際問(wèn)題，這樣才能對(duì)這一學(xué)科的基本命題、方法和結(jié)論有深刻的理解”。“沒(méi)有工程技術(shù)的實(shí)際知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就缺少完全理解和徹底掌握工程控制論的基礎(chǔ)”。一切都要經(jīng)過(guò)實(shí)踐的檢驗(yàn)，要么辨明存在的價(jià)值，要么放棄存在的理由。結(jié)合點(diǎn)“至少應(yīng)該熟悉一個(gè)具體領(lǐng)域中的工程實(shí)際問(wèn)題，這樣才能對(duì)教學(xué)目的了解作為一個(gè)控制工程師或者系統(tǒng)工程師最基本的工作流程和規(guī)范，怎樣入手、分析和解決問(wèn)題以及如何進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)證；以飛行器為平臺(tái)，借助于直觀的物理理解和直覺(jué)，幫助學(xué)生深入理解和體會(huì)已學(xué)的控制知識(shí)；幫助學(xué)生樹(shù)立折中、辯證的系統(tǒng)觀，抓住事物的主要矛盾，簡(jiǎn)化問(wèn)題，建立正確的美學(xué)觀念；教學(xué)目的了解作為一個(gè)控制工程師或者系統(tǒng)工程師最基本的工作流程課程特點(diǎn)新的專業(yè)知識(shí)點(diǎn)不是很多，而重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)將以前所學(xué)的知識(shí)綜合；機(jī)理分析、物理直覺(jué)、數(shù)學(xué)推導(dǎo)分析與計(jì)算機(jī)仿真的綜合，中間的一些小作業(yè)也是這幾方面的綜合，最終解往往不唯一；以系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的管理方式，將學(xué)生分成幾個(gè)小組，以組內(nèi)討論的方式進(jìn)行完整的設(shè)計(jì)流程，并擇機(jī)在課堂上講解并交流；課程特點(diǎn)新的專業(yè)知識(shí)點(diǎn)不是很多，而重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)將以前所學(xué)的知識(shí)綜基礎(chǔ)知識(shí)要求牛頓力學(xué)基礎(chǔ)；高等數(shù)學(xué)初步；數(shù)值計(jì)算方法；自動(dòng)控制原理；現(xiàn)代控制理論部分知識(shí)；Matlab與C語(yǔ)言；基礎(chǔ)知識(shí)要求牛頓力學(xué)基礎(chǔ)；涉及到的主要知識(shí)點(diǎn)關(guān)于受力分析的基本直覺(jué)和一些基本概念(得到的設(shè)計(jì)結(jié)果都從最直觀的地方思考下是否合理)；泰勒展開(kāi)(抓住主要矛盾的最基本手段)；數(shù)值求解微分方程組(描述一個(gè)對(duì)象)；根軌跡、穩(wěn)定裕度(工程師的吃飯家伙)與描述函數(shù)等頻域知識(shí)；*狀態(tài)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)；*數(shù)值逼近與非線性規(guī)劃的思想；Matlab中主要基本控制分析函數(shù)的使用；熟練使用C或者C++語(yǔ)言；涉及到的主要知識(shí)點(diǎn)關(guān)于受力分析的基本直覺(jué)和一些基本概念(得到講授特點(diǎn)以PPT為主線，遇到關(guān)鍵性的原理講解時(shí)，以板書(shū)推導(dǎo)為主，希望加深大家的印象。本PPT是從幾個(gè)經(jīng)典教材中提煉出來(lái)的，避免糾結(jié)于過(guò)多的原理細(xì)節(jié)，回避過(guò)多的力學(xué)上的數(shù)學(xué)描述而引起讀者的茫然，采取讓學(xué)生在實(shí)例使用中逐漸理解的策略，這也是我本人的一個(gè)體會(huì)：逐漸培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于控制的感性認(rèn)識(shí)，而避免抽象的無(wú)處不在的理性。類比于語(yǔ)言的教學(xué)，在很多情況下，語(yǔ)感比語(yǔ)法更加重要。講授特點(diǎn)以PPT為主線，遇到關(guān)鍵性的原理講解時(shí)，以板書(shū)推導(dǎo)為飛行器平臺(tái)對(duì)于控制發(fā)展的影響萊特的第一架飛機(jī)在構(gòu)造上沒(méi)有與先前的設(shè)計(jì)有多少特殊之處，唯一的差別是引入了飛行舵面進(jìn)行操縱，才能維持穩(wěn)定的飛行；錢學(xué)森的《工程控制論》就是其在Caltec通過(guò)以飛行器為平臺(tái)講授控制原理的基礎(chǔ)上豐富完善的；飛行器平臺(tái)對(duì)于控制發(fā)展的影響萊特的第一架飛機(jī)在構(gòu)造上沒(méi)有與先飛行器平臺(tái)與系統(tǒng)工程人才培養(yǎng)(1)在我國(guó)，以飛行器為研制主體的航空航天領(lǐng)域是目前國(guó)內(nèi)少有的獨(dú)立進(jìn)行完全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的單位，經(jīng)過(guò)多年的不斷完善，這一條流水線上培養(yǎng)的控制工程師經(jīng)過(guò)了系統(tǒng)而嚴(yán)格的訓(xùn)練，不僅在控制領(lǐng)域具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，而且控制工程師也是培養(yǎng)總設(shè)計(jì)師最多的分系統(tǒng)專業(yè)，因?yàn)檫@個(gè)專業(yè)需要全面系統(tǒng)的分析和理解問(wèn)題。飛行器平臺(tái)與系統(tǒng)工程人才培養(yǎng)(1)在我國(guó)，以飛行器為研制主體飛行器平臺(tái)與系統(tǒng)工程人才培養(yǎng)(2)國(guó)內(nèi)以航空航天為特色的院校，在控制領(lǐng)域都具有很強(qiáng)的實(shí)力，這也充分說(shuō)明了控制的學(xué)習(xí)與研究如果脫離了實(shí)際對(duì)象將成為無(wú)源之水，無(wú)本之木。飛行器平臺(tái)與系統(tǒng)工程人才培養(yǎng)(2)國(guó)內(nèi)以航空航天為特色的院校課程主要內(nèi)容飛行器動(dòng)力學(xué)的力學(xué)基礎(chǔ)(解釋飛行器為何能飛以及改變其飛行狀態(tài)的機(jī)理)；飛行器的制導(dǎo)(飛行器的飛行軌跡是怎樣設(shè)計(jì)的以完成特定的任務(wù))；飛行器的控制(怎樣通過(guò)操縱執(zhí)行機(jī)構(gòu)使得飛行器能夠跟蹤制導(dǎo)指令)；一些現(xiàn)代新方法在飛行器制導(dǎo)與控制上的應(yīng)用。課程主要內(nèi)容飛行器動(dòng)力學(xué)的力學(xué)基礎(chǔ)(解釋飛行器為何能飛以及改本課程的重點(diǎn)針對(duì)對(duì)象主要以大氣層內(nèi)的有翼飛行器為重點(diǎn)對(duì)象.一則與我們更加接近,更容易為大家所理解;二則這個(gè)對(duì)象的一些主要分析研究方法和思想,可以為更廣泛的領(lǐng)域所借鑒.本課程的重點(diǎn)針對(duì)對(duì)象主要以大氣層內(nèi)的有翼飛行器為重點(diǎn)對(duì)象.一有翼式飛行器飛行器的升力基本由彈翼提供常見(jiàn)的翼形有翼式飛行器飛行器的升力基本由彈翼提供常見(jiàn)的翼形飛行器動(dòng)力學(xué)建模與仿真課件飛行器動(dòng)力學(xué)建模與仿真課件飛行器動(dòng)力學(xué)建模與仿真課件怎樣學(xué)習(xí)與讀書(shū)在有經(jīng)驗(yàn)的教師指導(dǎo)下有選擇的讀特定的章節(jié)，而不是通篇瀏覽，否則會(huì)索然乏味，不知所云，或者書(shū)讀得越多，受到的思想束縛也越多，成為文字的奴隸；主動(dòng)跟老師交流迷惑的問(wèn)題，可能得到很簡(jiǎn)單便捷的理解；對(duì)于不太多也不很繁瑣的作業(yè)自己推導(dǎo)與編程，熟悉整個(gè)流程，思考一下物理合理性；適當(dāng)時(shí)候系統(tǒng)回顧一下所學(xué)的東西，梳理出條理，理解物理本質(zhì)，取其精華，去其糟粕。怎樣學(xué)習(xí)與讀書(shū)在有經(jīng)驗(yàn)的教師指導(dǎo)下有選擇的讀特定的章節(jié)，而不課程介紹結(jié)束課程介紹結(jié)束第二部分飛行力學(xué)中的基本概念第二部分飛行力學(xué)中的基本概念基本概念飛行器的受力；升力如何產(chǎn)生；制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制的關(guān)系；基本概念飛行器的受力；飛機(jī)為何能飛(1)推力來(lái)源：發(fā)動(dòng)機(jī).阻力來(lái)源：空氣對(duì)機(jī)身的阻力和摩擦力.升力來(lái)源：伯努利原理.重力來(lái)源：萬(wàn)有引力.飛機(jī)為何能飛(1)推力來(lái)源：發(fā)動(dòng)機(jī).阻力來(lái)源：空氣對(duì)機(jī)身飛機(jī)為何能飛(2)伯努利原理飛機(jī)為何能飛(2)伯努利原理飛機(jī)為何能飛(3)弓形機(jī)翼明顯看出氣流在經(jīng)過(guò)機(jī)翼上面的時(shí)候所過(guò)的路程顯然大于氣流在經(jīng)過(guò)機(jī)翼下面的時(shí)候所過(guò)的路程，所以機(jī)翼上端的氣流流速大于機(jī)翼下端，所以機(jī)翼下端的壓力就大于機(jī)翼上端，產(chǎn)生了壓力差，升力就這麼產(chǎn)生了。飛機(jī)為何能飛(3)弓形機(jī)翼明顯看出氣流在經(jīng)過(guò)機(jī)翼上面的時(shí)候所制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制(GNC)制導(dǎo)(Guidance)：規(guī)劃出一條航行軌跡；導(dǎo)航(Navigation)：測(cè)量飛行器的實(shí)際姿態(tài)與位置；控制(Control)：操縱飛行器沿著規(guī)劃好的航行軌跡運(yùn)動(dòng)。對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)的反饋控制框圖，GNC分別對(duì)應(yīng)于哪些元素？制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制(GNC)制導(dǎo)(Guidance)：規(guī)劃出一歷史發(fā)展1936年，德國(guó)開(kāi)始進(jìn)行“制導(dǎo)火箭”研究工程。著名的V1和V2導(dǎo)彈，是現(xiàn)代制導(dǎo)武器的鼻祖，地地導(dǎo)彈。V1導(dǎo)彈傾斜發(fā)射，飛行完預(yù)設(shè)的距離后，轉(zhuǎn)動(dòng)升降舵，掉頭俯沖攻擊目標(biāo)。大約飛行370km，使用自動(dòng)駕駛儀，核心是陀螺。V2導(dǎo)彈投入實(shí)用，造成了很大心理威懾。精度：16km/322km系統(tǒng)組成：方向陀螺進(jìn)行航向穩(wěn)定+時(shí)間驅(qū)動(dòng)的俯仰指令機(jī)構(gòu)；軸向積分加速度計(jì)，當(dāng)速度達(dá)到要求時(shí)，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。使用了最早的陀螺與加速度計(jì)與現(xiàn)今高精度巡航導(dǎo)彈的差別：小閉環(huán)與大閉環(huán)歷史發(fā)展1936年，德國(guó)開(kāi)始進(jìn)行“制導(dǎo)火箭”研究工程。著名的飛行力學(xué)中的基本概念結(jié)束飛行力學(xué)中的基本概念結(jié)束第三部分飛行力學(xué)的分析第三部分飛行力學(xué)的分析飛行器的力學(xué)分析

飛行器的力學(xué)特性是其作為一個(gè)被控對(duì)象的特性，是研究飛行器制導(dǎo)與控制的基礎(chǔ).作為一個(gè)系統(tǒng)工程師或者控制工程師，只有對(duì)于對(duì)象本身特性有深入的了解，才可能針對(duì)其具體問(wèn)題有的放矢。飛行器的力學(xué)分析飛行器的力學(xué)特性是其作為一個(gè)被控對(duì)象的飛行器力學(xué)范疇飛機(jī)飛行力學(xué)；直升機(jī)飛行力學(xué)；導(dǎo)彈飛行力學(xué)；空間飛行器飛行力學(xué)；飛行器力學(xué)范疇飛機(jī)飛行力學(xué)；飛行器動(dòng)力學(xué)建模與仿真課件一個(gè)可能的認(rèn)識(shí)誤區(qū)

許多人認(rèn)為，航空或者航天的動(dòng)力學(xué)特性很復(fù)雜。其實(shí)不然，作為運(yùn)動(dòng)控制中主要分支，飛行器動(dòng)力學(xué)基本上都可以使用牛頓定律很清晰的進(jìn)行機(jī)理建模，而不象一些化工過(guò)程那樣機(jī)理黑箱，只能進(jìn)行近似建模或者數(shù)值逼近。一個(gè)可能的認(rèn)識(shí)誤區(qū) 許多人認(rèn)為，航空或者航天的動(dòng)力學(xué)特性很復(fù)回憶牛頓力學(xué)平動(dòng)的方程；轉(zhuǎn)動(dòng)的方程；回憶牛頓力學(xué)平動(dòng)的方程；作為剛體的飛行器質(zhì)心的移動(dòng)：力的影響：包括空氣動(dòng)力，發(fā)動(dòng)機(jī)的推力和

重力。繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)：相對(duì)于質(zhì)心的力矩,，包括空氣動(dòng)力矩，

推力矩。作為剛體的飛行器質(zhì)心的移動(dòng)：力的影響：包括空氣動(dòng)力，發(fā)動(dòng)機(jī)的兩個(gè)重要坐標(biāo)系研究氣動(dòng)力時(shí)，以速度坐標(biāo)系為基準(zhǔn)(O取在飛行器的質(zhì)心上，Ox3軸與速度矢量重合，Oy3軸位于機(jī)體縱向?qū)ΨQ平面內(nèi)Ox3軸垂直，指向上為正)；研究氣動(dòng)力矩時(shí)，以機(jī)體坐標(biāo)系為基準(zhǔn)(Ox1軸與機(jī)體縱軸重合，Oy1軸位于機(jī)體縱向?qū)ΨQ平面內(nèi)Ox1軸垂直，指向上為正)；氣動(dòng)力與力矩的大小和方向，則和上述兩個(gè)坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)。兩個(gè)重要坐標(biāo)系研究氣動(dòng)力時(shí)，以速度坐標(biāo)系為基準(zhǔn)(O取在飛行器兩個(gè)重要的坐標(biāo)系圖兩個(gè)重要的坐標(biāo)系圖迎角：飛行力學(xué)中最基本的概念迎角：又叫氣流角，包括攻角和側(cè)滑角。迎角在飛行力學(xué)，也就是作為控制對(duì)象的飛行器的特性建模中，具有基礎(chǔ)和核心的作用。正如同沒(méi)有反饋就沒(méi)有控制一樣，沒(méi)有迎角就沒(méi)有飛行力學(xué)，也就無(wú)從談上飛行器的設(shè)計(jì)。速度坐標(biāo)系與彈體坐標(biāo)系之間的相對(duì)方位可由兩個(gè)角度確定：(1)垂直分量是攻角α(2)水平分量是側(cè)滑角β迎角：飛行力學(xué)中最基本的概念迎角：又叫氣流角，包括攻角和側(cè)滑機(jī)翼的特性參數(shù)翼面積S——彈翼平面的投影面積，常作為特征面積；

機(jī)翼的特性參數(shù)翼面積S——彈翼平面的投影面積，常作為特征面積三大作用力阻力X(D)(反向于Ox3，減速)升力Y(L)(正向于Oy3，引起高度變化)側(cè)力Z(正向于Oz3，引起側(cè)向位置變化)X引起速度大小變化，Y和Z引起速度方向變化，是法向力動(dòng)壓q=1/2ρV2一般來(lái)說(shuō)，各個(gè)力系數(shù)是Ma數(shù)的函數(shù)對(duì)于一般的GNC問(wèn)題，主要就是通過(guò)氣動(dòng)力變化改變Y和Z從而調(diào)節(jié)飛行軌跡，而調(diào)節(jié)速度大小主要是發(fā)動(dòng)機(jī)推力的功能。X=cx*q*SY=cy*q*SZ=cz*q*S三大作用力阻力X(D)(反向于Ox3，減速)動(dòng)壓q=1/2升力系數(shù)的工程簡(jiǎn)易計(jì)算公式一般來(lái)說(shuō)，以上各個(gè)偏導(dǎo)系數(shù)都是Ma數(shù)的函數(shù)面對(duì)稱:軸對(duì)稱:攻角α提供的升力分量占到絕大部分，超過(guò)90%，因此只有改變?chǔ)敛拍苷嬲绊懮Φ淖兓M(jìn)而改變飛行器的高度；升降舵δz的改變不是用來(lái)直接影響升力的，而是通過(guò)調(diào)節(jié)α間接影響升力的(飛行控制改變軌跡的機(jī)理，需要深刻把握，并在未來(lái)的飛行控制設(shè)計(jì)中體會(huì))。

升力系數(shù)的工程簡(jiǎn)易計(jì)算公式一般來(lái)說(shuō)，以上各個(gè)偏導(dǎo)系數(shù)都是Ma阻力系數(shù)的特點(diǎn)迎角越大，阻力系數(shù)越大阻力系數(shù)的特點(diǎn)迎角越大，阻力系數(shù)越大飛行軌跡控制的機(jī)理：力到力矩從前面的分析中，可以知道舵是間接改變升力的。舵直接改變的是力矩的平衡關(guān)系，導(dǎo)致飛行器姿態(tài)發(fā)生改變，而速度軸的改變由于滯后的影響，機(jī)體軸與速度軸之間的差角發(fā)生改變，也就是迎角發(fā)生變化，從而產(chǎn)生了氣動(dòng)力的變化。飛行軌跡控制的機(jī)理：力到力矩從前面的分析中，可以知道舵是間接三大力矩俯仰力矩Mz偏航力矩My滾動(dòng)力矩Mx力的作用點(diǎn)，壓心(主要受Ma數(shù)影響)，十分重要注意觀察幾個(gè)控制舵的位置

三大力矩俯仰力矩Mz力的作用點(diǎn)，壓心(主要受Ma數(shù)影響)，十俯仰力矩工程簡(jiǎn)易計(jì)算公式小攻角和舵偏角情況下:最關(guān)鍵的主要3項(xiàng)(第2到4項(xiàng))：恢復(fù)力矩、操縱力矩、阻尼力矩上述三項(xiàng)是控制設(shè)計(jì)中的主要考慮因素，而恢復(fù)與操縱力矩量值又遠(yuǎn)比阻尼力矩大?；謴?fù)力矩總是自然的去平衡操縱力矩，使得二者之和基本為0，顧名思義。改變操縱力矩，就必然改變了攻角，從而影響了升力大小(這點(diǎn)在未來(lái)設(shè)計(jì)中可以通過(guò)輸出曲線對(duì)比的形式深化理解)。

俯仰力矩工程簡(jiǎn)易計(jì)算公式小攻角和舵偏角情況下:最關(guān)鍵的主要3側(cè)向力矩工程簡(jiǎn)易計(jì)算公式偏航滾動(dòng)與縱向的相對(duì)獨(dú)立不同，偏航與滾動(dòng)具有很強(qiáng)的耦合性，只要出現(xiàn)側(cè)滑角，這兩個(gè)方向都會(huì)受到影響。

側(cè)向力矩工程簡(jiǎn)易計(jì)算公式偏航滾動(dòng)與縱向的相對(duì)獨(dú)立不同，偏航與鉸鏈力矩操縱面上的空氣動(dòng)力，對(duì)于操縱面轉(zhuǎn)軸上的力矩，一般會(huì)降低控制面效率。從直觀上理解就是，由于飛行器高速飛行帶來(lái)的相對(duì)氣流對(duì)于操縱面帶來(lái)的阻力影響，而在靜止條件下不存在，操縱面相當(dāng)于頂風(fēng)前行。這個(gè)在控制的工程設(shè)計(jì)時(shí)十分重要，否則可能出現(xiàn)操縱面驅(qū)動(dòng)力矩小于鉸鏈力矩的情形，執(zhí)行機(jī)構(gòu)失效。鉸鏈力矩操縱面上的空氣動(dòng)力，對(duì)于操縱面轉(zhuǎn)軸上的力矩，一般會(huì)降飛行器的推力推力P(T)，根據(jù)方向是否通過(guò)質(zhì)心，判斷其是否產(chǎn)生力矩。飛行器的推力推力P(T)，根據(jù)方向是否通過(guò)質(zhì)心