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课程作业参考答案

第一章飞行控制系统及其研究方法概论

1、作用在飞行器上的力和力矩有哪些？
答：作用在飞行器上的力是发动机推力、空气动力和重力。其中发动机推力和空
气动力属于可控力，可分为切向力和法向力两个分量；重力属于不可控力。
作用在飞行器上的力矩包括控制力矩与干扰力矩，控制力矩由操纵机构产生
相对飞行器质心的力矩，干扰力矩包括发动机推力偏心及各种生产误差以及风干
扰和操纵机构偏转误差。

2、法向控制力的建立方法有哪几种？如何实现法向控制力的作用方向？
答：建立法向力有三种方法：第一种方法是围绕质心转动飞行器，使导弹产生攻
角，由此形成气动升力；第二种方法是直接产生法向力，这种方法不须改变飞行
器的攻角；介于两种方法之间的一个方法是采用旋转弹翼建立法向力。
建立法向力作用方向的方法有两种，分别为“极坐标控制”和“直角坐标控
制”。其中“极坐标控制”指飞行器仅能在一个纵平面内产生法向力，为了改变
法向力的方向飞行器需相对自身转动；而“直角坐标控制”指飞行器能在两个垂
直的纵向平面上产生法向力，为了改变法向力的空间方向不需转动飞行器。

3、为什么开环自动控制系统一般不适合与飞行控制？
答：开环自动控制系统一般不适用于飞行控制，这可由下述两个原因来说明：
1）假设要按给定弹道飞行：在开环控制系统中，操纵机构偏转和弹道参数
之间所要求的相互联系，在随机干扰力和力矩作用下，经常是保持不了的。
2）假设要求保证将飞行器引向运动目标区域：若对目标运动事先不知道，
那么，给出保证完成给定任务的操纵机构偏转程序是不可能的。除此之外，和上
述情况一样，在飞行器上作用着各种干扰力和力矩。

4、制导系统主要分成哪几类？
答：如果将制导系统作用原理作为分类基础，以在什么样的信息基础上产生制导
信号，利用什么样的物理现象确定目标和飞行器的坐标为分类依据，那么就可按
下述广泛采用的制导系统进行分类：①自主式制导系统；②自动寻的制导系统；
③遥控系统；④复合系统。

5、飞行控制系统的研究和设计方法有哪些？它的基本动力学特性和品质标准是
什么？
答：控制系统的整体综合问题是十分复杂的，因而在实际中采用了逐次接近法和
解决同一问题的不同可能方案优选的比较分析法。逐次接近法分成预先研究和草
图设计阶段、技术设计阶段、飞行器飞行试验阶段。另外在实际设计时设计方案
的选择存在着多样性，而评价出这些设计方案的优劣并非易事。因此只能在整个
设计过程中采用比较分析逐步淘汰不太合理的方案，最终给出满意的结果。
控制系统的品质标准包括稳定性、过渡过程中的系统品质（阻尼、快速性和
稳态误差）、系统对谐波作用的响应（稳定裕度、闭环系统频率特性等）。

第二章导弹的基本特性

1、导弹制导与控制对导弹设计有哪些基本需求？
答：导弹制导与控制对导弹设计的基本要求主要包括以下几个方面：
1）导弹的速度特性，包括导弹平均飞行速度、导弹加速性以及导弹遭遇点
速度。
2）导弹最大可用过载，它是根据射击目标时，导弹实际上所要付出的过载
（即需用过载）来确定的，最大可用过载就是导弹在最大舵偏角下产生的过载。
3）导弹的阻尼，战术导弹的过载和攻角的超调量不应超过某些允许值，这
些允许值取决于飞行器的强度、空气动力学特性的线性化以及控制装置的能力，
而超调量又决定了阻尼的大小。
4）导弹的静稳定度，为简化飞行器控制系统的设计，通常要求在攻角的飞
行范围内关系曲线m()是线性的，随着静稳定度的增加，空气动力特性线性变
z
化范围也增大。
5）导弹固有频率，它是飞行器重要的动力学特性。
6）导弹的舵操纵效率
7）导弹弹体动力学特性的稳定
8）导弹法向过载限制
9）导弹结构刚度及敏感元件的安装位置
10）导弹操纵机构及舵面刚度

2、导弹的气动布局有哪几种？它们的操纵特点是什么？
答：(1)正常式布局，这种布局的特点是舵面在翼面之后，舵面转轴位置在远离
导弹质心的弹身尾部。(2）鸭式布局，这种布局的特点是舵面在翼面之前，舵面
转轴位置在远离导弹质心的弹身前部。(3）全动弹翼式布局，这种布局是将导弹
的翼面当做舵面使用，翼面通常称为弹翼，所以叫做全动弹翼式布局。它的特点
是全动弹翼的转轴位置在导弹质心附近，导弹的尾部安装固定面，起稳定尾翼的
作用。
正常式布局导弹的操纵特点是当导弹在水平面内绕质心转动而产生侧滑角
，此时控制面与导弹速度矢量的夹角为()，控制面升力变为F()；

鸭式布局导弹的操纵特点是若控制面有一正偏角，则其侧向力亦是正的，
当出现侧滑角时，控制面侧向力与等效偏角()有关，即F()；

全动弹翼舵面转轴位置在导弹质心之前，其操纵特点类似于鸭式布局导弹。

3、写出导弹刚体动力学方程的一般表达式。
答：表达式如下：
dv
m(x1v