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MATLAB在飛行器制導控制系統研製中的應用

作者：編者:常曉飛//符文星//陳康|責編:孟宇
出版社：電子工業
ISBN：9787121384868

出版日期：2020/06/01
裝幀：平裝
頁數：493

人民幣：RMB 89 元售價：元

內容大鋼

    MATLAB是科學研究、工程設計等眾多領域中數字模擬、輔助設計、演算法研究和應用開發的基本工具和首選軟體，在飛行器制導控制系統研製過程中有非常廣泛的應用，在方案論證、系統設計和模擬驗證試驗中發揮了重要的作用。
    本書內容緊密結合飛行器制導控制系統的研製過程。首先介紹了MATLAB的基本功能及其在科學計算中的應用；然後，介紹了如何利用相關函數和工具完成線性控制系統的設計和非線性系統的構建；接下來，介紹了MATLAB在制導系統設計中的應用方法，側重於信號濾波、圖像處理、射頻處理等內容；最後，介紹了MATLAB在模擬驗證中的應用，包括蒙特卡羅模擬、模擬加速和半實物模擬等內容，以及如何利用MATLAB開展試驗數據的統計分析方法。
    本書可作為一般讀者學習和掌握MATLAB∕Simulink語言的教科書，也可作為高等學校飛行器設計和導航制導與控制專業的本科生及研究生模擬課程的教材和教學參考書，還可作為相關科研人員學習和應用MATLAB開展制導控制系統設計的參考資料。

作者介紹

編者:常曉飛//符文星//陳康|責編:孟宇

第1章  緒論
  1.1  精確制導武器制導控制系統概述
    1.1.1  精確制導武器制導控制系統的概念及組成
    1.1.2  精確制導武器的制導控制系統的研製過程
  1.2  MATLAB軟體在制導控制系統研製中的應用
    1.2.1  MATLAB的發展歷程
    1.2.2  基於MATLAB開展制導控制系統設計的優點
    1.2.3  MATLAB的組成及其在制導控制系統研製中的應用
  1.3  本書的結構及內容
第2章  MATLAB程序語言設計基礎
  2.1  MATLAB 軟體界面簡介
    2.1.1  MATLAB軟體界面
    2.1.2  MATLAB軟體設置
  2.2  MATLAB語言中的變數及命令行窗口的基本操作
    2.2.1  MATLAB語言中的變數及數據結構
    2.2.2  MATLAB語言中命令行窗口的操作
  2.3  MATLAB語言中數據的運算方法
    2.3.1  Matlab語言中數據的創建
    2.3.2  Matlab語言中數據的標識與尋訪
    2.3.3  Matlab語言中數據的運算處理
  2.4  MATLAB 函數的編寫與調試
    2.4.1  M文件的分類及構成元素
    2.4.2  M函數的類別
    2.4.3  M語言中的控制流
    2.4.4  M函數的參數傳遞
    2.4.5  M文件編輯器簡介
    2.4.6  M語言的編程技巧、調試方法與耗時測試
  2.5  MATLAB的數據曲線繪製
    2.5.1  二維曲線及修飾方法
    2.5.2  三維繪圖及修飾方法
    2.5.3  特殊曲線的繪製方法
  2.6  本章要點小結
第3章  MATLAB與科學計算
  3.1  利用MATLAB求解線性代數問題
    3.1.1  矩陣的基本分析方法
    3.1.2  代數方程的求解
  3.2  利用MATLAB求解微積分問題
    3.2.1  MATLAB中微積分問題的解析解求解方法
    3.2.2  MATLAB中微積分問題的數值解求解方法
    3.2.3  常微分方程的數值求解方法
  3.3  利用MATLAB求解優化問題
    3.3.1  非線性方程組的求解
    3.3.2  無約束情況下優化問題的求解
    3.3.3  約束情況下優化問題的求解
    3.3.4  優化問題求解函數的設置
  3.4  利用MATLAB進行插值、擬合和統計
    3.4.1  數據的插值處理
    3.4.2  曲線數據的擬合
    3.4.3  隨機數據的生成和統計
  3.5  本章要點小結

第4章  基於飛行器線性模型的控制系統設計
  4.1  飛行器數學模型的建立
    4.1.1  典型飛行器剛體動力學模型
    4.1.2  飛行器的小擾動線性化模型
    4.1.3  飛行器動力學系統的傳遞函數
  4.2  飛行器控制系統的典型系統結構
    4.2.1  飛行器控制系統的任務需求
    4.2.2  典型過載控制系統結構組成
    4.2.3  典型姿態控制系統結構組成
  4.3  線性系統模型在MATLAB環境中的描述方法
    4.3.1  線性連續系統模型在MATLAB中的描述方法
    4.3.2  線性離散時間模型在MATLAB中的描述方法
    4.3.3  線性系統模型之間的相互轉換
    4.3.4  線性系統模型的連接處理
  4.4  利用MATLAB開展線性控制系統的特性分析
    4.4.1  基於MATLAB的線性控制系統的穩定性分析
    4.4.2  基於MATLAB的線性控制系統的狀態可控性和可觀性分析
    4.4.3  基於MATLAB的線性系統規範分解
  4.5  利用MATLAB開展線性控制系統的時域分析
    4.5.1  線性控制系統的時域分析方法
    4.5.2  MATLAB在線性控制系統的時域分析中的應用
  4.6  利用MATLAB開展線性控制系統的根軌跡分析
    4.6.1  線性控制系統的根軌跡分析方法
    4.6.2  MATLAB在線性控制系統的根軌跡繪製函數
  4.7  利用MATLAB開展線性控制系統的頻域分析
    4.7.1  線性控制系統的頻域分析概念及基本方法
    4.7.2  MATLAB在線性控制系統的頻域分析中的應用
  4.8  MATLAB中線性定常系統分析工具linearSystemAnalyzer
    4.8.1  線性定常系統分析工具箱linearSystemAnalyzer簡介
    4.8.2  線性定常系統分析工具箱linearSystemAnalyzer的使用
  4.9  MATLAB中SISO控制系統輔助設計工具controlSystemDesigner
    4.9.1  SISO控制系統輔助設計工具controlSystemDesigner簡介
  4.10  某型飛行器控制性能分析
  4.11  本章要點小結
第5章  基於飛行器非線性模型的控制系統模擬驗證
  5.1  典型飛行器的動力學運動學非線性模型
    5.1.1  近程飛行器六自由度模型
    5.1.2  滾轉導彈六自由度模型
    5.1.3  遠程火箭六自由度模型
    5.1.4  遠程火箭的繞質心轉動的運動學方程組
  5.2  Simulink建模環境的基本使用方法
    5.2.1  Simulink建模環境的基本操作
    5.2.2  Simulink建模環境中模塊
    5.2.3  Simulink建模環境中信號
    5.2.4  Simulink建模環境中的子系統設置
    5.2.5  Simulink建模環境中的模擬參數設置
    5.2.6  Simulink建模環境中的部分概念說明
  5.3  Simulink建模環境的常用模塊
    5.3.1  信號源模塊庫（Sources）
    5.3.2  信號輸出模塊庫（Sinks）

    5.3.3  連續系統模塊庫（Continuous）
    5.3.4  不連續系統模塊庫（Discontinuities）
    5.3.5  離散系統模塊庫（Discrete）
    5.3.6  邏輯與位操作模塊庫（Logic and Bit Operations）
    5.3.7  查表運算模塊庫（Lookup Tables）
    5.3.8  數學運算模塊庫（Math Operations）
    5.3.9  埠及子系統模塊庫（Ports ＆ Subsystems）
    5.3.10  信號屬性模塊庫（Signal Attributes）
    5.3.11  信號路由選擇模塊庫（Signal Routing）
    5.3.12  用戶自定義函數模塊庫（User-Defined Functions）
  5.4  Simulink建模環境的晉級使用技巧
    5.4.1  Simulink建模環境中查找與瀏覽功能
    5.4.2  Simulink建模環境中條件執行技術
    5.4.3  Simulink建模環境中流控制技術
    5.4.4  Simulink建模環境中子模塊的封裝技術
  5.5  基於Simulink的飛行器非線性模型的建立
    5.5.2  Simulink環境下飛行器模型的搭建步驟
    5.5.3  Simulink環境下六自由度模擬模型
  5.6  本章要點小結
第6章  先進飛控演算法在MATLAB/Simulink中的實現
  6.1  Simulink環境中高級使用方法
    6.1.1  Simulink模型的M語言調用方法
    6.1.2  Simulink模型中的回調函數設置
    6.1.3  Simulink中S函數的使用方法
    6.1.4  Simulink模型的線性化處理及分析工具
  6.2  MATLAB中航空航天工具箱和模塊庫的使用
    6.2.1  MATLAB中航空航天工具箱Aerospace Toolbox簡介
    6.2.2  MATLAB中航空航天模塊庫Aerospace Blockset簡介
    6.2.3  MATLAB中航空航天工具箱和模塊庫的相關常式
  6.3  神經網路在Matlab/Simulink中使用方法
    6.3.1  神經網路的基本概念
    6.3.2  MATLAB中神經網路工具箱Neural Network Toolbox的簡介
    6.3.3  MATLAB中神經網路工具箱Neural Network Toolbox的應用工具
    6.3.4  MATLAB中神經網路工具箱Neural Network Toolbox的Simulink模塊庫
    6.3.5  MATLAB中神經網路工具箱Neural Network Toolbox的相關常式
  6.4  模糊控制在Matlab/Simulink中使用方法
    6.4.1  模糊控制的基本概念
    6.4.2  MATLAB中模糊邏輯工具箱Fuzzy Logic Toolbox的簡介
    6.4.3  MATLAB中模糊邏輯工具箱Fuzzy Logic Toolbox的應用工具
    6.4.4  MATLAB中模糊邏輯工具箱Fuzzy Logic Toolbox的Simulink模塊庫
    6.4.5  MATLAB中模糊邏輯工具箱Fuzzy Logic Toolbox的相關常式
  6.5  本章要點小結
第7章  MATLAB在飛行器制導系統設計分析中的應用
  7.1  精que制導武器導引律的設計分析
    7.1.1  精que制導武器各種導引律簡介
    7.1.2  精que制導武器制導系統的設計與模擬驗證
  7.2  制導控制系統中常用濾波處理的在MATLAB的實現方法
    7.2.1  MATLAB中的常用的信號濾波處理方法
    7.2.2  MATLAB中實現卡爾曼濾波的常用方法
  7.3  圖像尋的制導研究中的Matlab應用方法

    7.3.1  MATLAB中的圖像處理基礎
    7.3.2  MATLAB中的圖像增強處理方法
    7.3.3  MATLAB中的圖像複原處理方法
    7.3.4  MATLAB中的圖像分割及跟蹤處理方法
    7.3.5  MATLAB中開展圖像處理的常式
  7.4  雷達尋的制導研究中的MATLAB應用方法
    7.4.1  雷達制導系統的相關基礎知識
    7.4.2  MATLAB的射頻工具箱RF Toolbox簡介
    7.4.3  MATLAB的相控陣系統工具箱Phased Array System Toolbox簡介
    7.4.4  Simulink中SimRF模塊庫簡介
  7.5  本章要點小結
第8章  MATLAB在飛行器制導控制系統模擬驗證中的應用
  8.1  利用MATLAB開展蒙特卡羅數學模擬驗證
    8.1.1  蒙特卡羅模擬的概念
    8.1.2  制導控制系統研製中蒙特卡羅模擬驗證
  8.2  常用的MATLAB模型解算速度提升方法
    8.2.1  制導控制系統模擬計算中對模型運行速度的需求分析
    8.2.2  提升Simulink模型運行速度的常用方法
    8.2.3  MATLAB環境下單機多核並行計算實現方法
    8.2.4  MATLAB環境下機群分散式並行計算實現方法
  8.3  MATLAB在制導控制系統半實物模擬中的應用
    8.3.1  半實物模擬試驗相關概念
    8.3.2  MATLAB在半實物模擬系統中的應用
  8.5  本章要點小結
第9章  MATLAB在試驗數據結果分析中的應用
  9.1  試驗數據分析中的基本概念
    9.1.1  誤差的概念和分類
    9.1.2  試驗數據的精que度與判斷
    9.1.3  試驗數據分析的主要內容
  9.2  基於MATLAB的試驗數據描述性分析及數據預處理方法
    9.2.1  試驗數據的描述性分析方法及其相關MATLAB函數
    9.2.2  試驗數據的預處理方法及其相關MATLAB函數
  9.3  基於Matlab的試驗數據假設檢驗分析方法
    9.3.1  試驗數據假設檢驗的基本概念
    9.3.2  常用的參數假設檢驗及其相關MATLAB函數
    9.3.3  常用的非參數假設檢驗及其相關MATLAB函數
  9.4  基於MATLAB的試驗數據參數估計方法
    9.4.1  試驗數據參數估計的基本概念
    9.4.2  常用的試驗數據不同分佈假設檢驗及其相關MATLAB函數
  9.5  基於MATLAB的試驗數據回歸分析方法
    9.5.1  一元線性回歸模型及其相關MATLAB函數
    9.5.2  多元線性回歸模型及其相關MATLAB函數
    9.5.3  非線性回歸的形式及其相關MATLAB函數
  9.6  試驗數據的統計繪圖分析
    9.6.1  常用的統計繪圖
    9.6.2  概率分佈統計繪圖
    9.6.3  MATLAB中圖形繪製方法匯總
  9.7  本章要點小結
附表：格拉布斯臨界值表
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