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西北工业大学(航天学院)06年高校教师在职读硕考试大纲

西北工业大学   2006-06-15 10:53 【 】【我要纠错

  《航天器与导弹控制原理》

  考试大纲

  一、考试内容

  根据我校教学及该试题涵盖专业的特点,对考试范围作以下要求:

  1. 航天器控制的基本概念:航天器的分类和系统组成、航天器控制系统的

  基本任务和基本概念;

  2. 航天器的轨道与姿态动力学和运动学:航天器轨道的基本定理、二体问

  题与方程、轨道的描述、轨道摄动;姿态动力学方程、航天器的一般运动方程、姿态干扰力矩;

  3.航天器的姿态控制系统总体:系统总体结构、敏感器工作原理、执行机构工作原理;

  4.航天器的被动姿态控制系统:自旋卫星的稳定原理和章动性、章动阻尼、重力梯度稳定原理;

  5.航天器主动控制系统:推力器姿态稳定原理,飞轮姿态稳定原理、零动量轮三轴姿态稳定系统、控制力矩陀螺姿态稳定系统;自旋稳定卫星的喷气姿态机动和磁线圈姿态机动控制、航天器的姿态捕获。

  6.航天器的导航与制导:航天器自主导航的概念、轨道机动与轨道保持、航天器的再入返回控制。

  7.导弹控制基本原理:飞行器控制的概念、制导控制系统组成、制导系统分类、制导控制系统、设计方法,对制导系统的要求。

  8.导弹基本特性:对导弹的基本要求,导弹的运动方程、导弹的机动性能、导弹的动态特性、导弹的控制方法。

  9.飞行控制系统设计与分析:飞行控制系统的基本任务、倾斜角的稳定与控制、姿态稳定与法向过载控制、高度控制与航向控制、弹体动力学特性、弹性弹体的控制问题。

  10.导弹制导系统设计与分析:自主制导系统、遥控制导系统、自动寻的制导系统、复合制导系统。

  二、参考书目

  1.周军,《航天器控制原理》,西北工业大学出版社,2001.10

  2.杨军,《导弹控制系统原理》,西北工业大学出版社,2000.10

  《战术导弹轨迹与姿态动力学》

  考试大纲

  一、考试内容

  根据我校教学及该试题涵盖专业的特点,对考试范围作以下要求:

  1.基本概念:压力中心;焦点;静稳定性;失速;瞬时平衡假设;纵向运动;攻击禁区;相对弹道;绝对弹道;理想弹道;理论弹道;基准运动;扰动运动;附加运动;强迫扰动运动;自由扰动运动;动态稳定性;操纵性;超调量;调节规律。

  2.坐标系及其转换:惯性坐标系;弹道坐标系;速度坐标系;弹体坐标系;坐标转换方程;迎角、侧滑角、弹道倾角、弹道偏角、姿态角、速度滚转角;作用在导弹上的力和力矩。

  导弹运动方程的建立:六自由度运动方程的建立;导弹作为可操作质点的运动方程的建立;纵向运动方程的建立;平面运动方程的建立;轴对称和面对称导弹的操纵方法;理想操纵关系式。

  3.过载:过载的概念;过载的投影;过载与运动参数之间的关系;过载与机动性的关系;过载与导弹结构强度设计之间的关系;过载与弹道形状的关系;需用过载;可用过载;极限过载;最大过载。

  4.导引规律与弹道:导引弹道的研究方法、特点;相对运动方程;追踪法;平行接近法;比例导引法;三点法;角度法;复合制导。

  干扰力和干扰力矩:风的干扰;发动机安装偏差;弹身对接偏差;弹翼安装偏差;控制系统误差。

  5.扰动运动方程;扰动运动方程的建立;扰动运动方程与扰动源性质的关系:“系数”冻结法;扰动运动方程的拉氏解析求解方法;扰动运动方程特征根与扰动运动形态和稳定性的关系。

  6.纵向扰动运动:纵向扰动运动的特点;纵向短周期扰动运动的分析;纵向短周期扰动运动的动态稳定条件;纵向短周期扰动运动的动稳定性与静稳定性的关系;纵向短周期扰动运动的传递函数;舵面阶跃偏转时导弹的纵向操纵性分析;纵向扰动运动的自动稳定与控制;导弹飞行高度的自动稳定与控制。

  7.侧向扰动运动:侧向扰动运动的建模;侧向扰动运动的模态;侧向扰动运动稳定边界图的讨论。

  8.倾斜扰动运动:倾斜扰动运动的特点;倾斜扰动运动的自动稳定。

  二、参考书目

  1. 曾颖超、吕学富等,《战术导弹轨迹与姿态动力学》,西北工业大学出版社

  2. 吕学富,《飞行器飞行力学》,西北工业大学出版社,1995.6

  3. 周彗钟、李忠应、王瑾,《有翼导弹飞行力学》,北京航空航天大学出版社,1993

  4. 方群,《飞行力学基础(上册)》,西北工业大学教材科,1996.6

  5. 方群,《飞行力学基础(下册)》,西北工业大学教材科,2000.2

  《火箭发动机原理》

  考试大纲

  一、考试内容:

  根据我校教学及该试题涵盖专业多的特点,对考试范围作以下要求:

  1、火箭发动机绪论:两次能量转换、固体火箭发动机的结构、固体和液体火箭发动机的优缺点。

  2、火箭发动机的工作参数:推力、推力系数、质量流率、特征速度、总冲、比冲的概念;高度和膨胀状态对推力系数的影响;最大推力产生的条件;相关的计算。

  3、固体推进剂:固体推进剂的分类;推进剂的主要成分和作用;推进剂的加工工艺;衡量推进剂的能量标准;双基推进剂的贮存安定性问题。

  4、火箭发动机燃烧室热力计算:燃烧室热力计算的内容、模型和计算步骤;固体推进剂的假定化学式;GIBBS自由能法和布莱克林法的计算思路;输运过程。

  5、喷管流动过程:冻结流动和平衡流动;喷管流动的热力计算方法;发动机冲量系数;喷管流动所包含的损失;二相流损失的概念和形成喷管二相流损失的原因。

  6、固体推进剂的燃烧:双基推进剂的多阶段模型;复合推进剂的多火焰模型;燃速的温度敏感系数;侵蚀燃烧概念、机理以及对发动机性能产生的影响;压强对双基和复合推进剂燃烧的影响机理;异常燃烧;平台燃烧;平台推进剂。

  7、固体火箭发动机内弹道计算:平衡压强的概念、公式及计算;燃烧室压强的稳定性条件;燃喉比K、喉通比J和波别多诺斯采夫准则的概念和物理意义;燃气流动和侵蚀燃烧对平衡压强的影响;一维内弹道的计算方法;点火延迟。

  8、液体火箭发动机系统:开式循环和闭式循环。

  9、液体推进剂:常用的液体推进剂,化学当量比和余氧系数。

  10、推力室工作过程:推力室的气动区域划分;燃烧准备过程;雾化作用和雾化质量的影响因素;韦伯数;平均直径。

  11、推力室的冷却:再生冷却;表面沸腾换热。

  二、参考书目

  1、李宜敏等,《固体火箭发动机原理》,北京航空航天大学出版社,1991

  2、狄连顺等,《火箭发动机原理》,国防科技大学讲义

  3、刘国球主编,《液体火箭发动机原理》,宇航出版社(导弹与航天丛书),1993

  《现代控制理论基础》

  考试大纲

  一、考试内容

  本课程考试内容注重现代控制理论的基本概念、基本原理和基本方法,据此对考试内容作以下要求:

  1. 线性控制系统部分:状态空间描述的基本概念,线性定常系统状态方程的求解、

  系统可控性和可观性的概念和判别、李雅普诺夫稳定性概念和判据、极点配置的条件和方法、全维状态观测器的设计;

  2. 最优控制部分:最优控制的性能指标类型、无约束和有约束条件下的泛函极值

  问题求解、极小值原理、动态规划的基本原理和方法、基于二次型性能指标的状态调节器设计、输出调节器设计;

  3. 最优估计部分:最小方差估计与线性最小方差估计、最小二乘法估计、卡尔曼

  滤波问题的提法、正交定理、离散系统卡尔曼最优预测基本方程、连续系统卡尔曼滤波基本方程、滤波的稳定性概念;

  4. 系统辨识部分:系统辨识的概念和过程、线性系统的脉冲响应法辨识、基本最小二乘法辨识、模型阶的确定方法;

  5. 自适应控制部分:自适应控制系统的概念和特点、自适应控制系统的分类、模型参考自适应控制系统和自校正控制系统的基本结构。

  二、参考书目:

  1. 周凤岐等,现代控制理论及应用,电子科技大学出版社,1999.10

  2. 周凤岐、强文鑫、阙志宏,现代控制理论引论,国防工业出版社,1988.7

  3.也可根据以上考试大纲选用其他参考书。

  《飞行器总体设计》

  考试大纲

  一、考试内容

  根据飞行器总体设计的特点,对考试范围作如下要求。

  1. 战斗部系统:战斗部分类及特点;各类战斗部主要威力参数;战斗部的引战配合特性。

  2. 推进系统:推进系统的组成及分类;各类发动机的主要性能参数;吸气式发动机的速度、高度特性;多级导弹的级数分析。

  3. 制导系统:制导系统的分类及特点;复合制导;导引规律。

  4. 导弹主要参数的选择:燃料质量的一般表达式;用数值积分法求燃料相对质量系数;用解析法求燃料相对质量系数;推重比;翼载;弹道导弹的主要参数。

  5. 导弹外形设计:导弹气动布局的机动性、横滚稳定性、升阻比特性;各种气动布局方案的综合分析。

  6. 部位安排和重心定位:稳定性和操纵性的选择;调整稳定性和操纵性的措施。

  7. 导弹系统性能:制导误差的概念、分布规律;圆概率偏差;单发导弹的杀伤概率;杀伤区和发射区的概念;可靠性的基本概念及可靠性模型;导弹作战效能的基本概念及模型。

  8. 总体优化设计:优化设计的基本知识;多目标优化;多学科优化。

  二、参考书目

  白文林等,《有翼导弹总体设计原理》,西北工业大学出版社,1992

  甘楚雄等,《弹道导弹与运载火箭总体设计》,国防工业出版社,1996

  韩品尧,《战术导弹总体设计原理》,哈尔滨工业大学出版社,2000

  《火箭发动机设计》

  考试大纲

  一、考试内容:

  根据飞行器动力工程专业培养目标和本门专业的特点,对考试范围作如下规定:

  1. 必须掌握固体火箭发动机原理、气动、测试和推进剂及其燃烧的有关基础知识。

  2. 发动机总体设计:了解发动机总体设计的原理、发动机设计的原则、发动机各个组成部分的特点和结构形式、优化设计的原理及其应用。

  3. 装药设计:掌握常用的装药结构形式和其设计方法,能够进行一维、二维和三维装药设计计算,了解装药的设计、制造过程。可进行简单的装药结构完整性分析。

  4. 壳体设计:了解壳体的常用结构形式及其适用范围,并可进行壳体设计和强度计算。了解绝热层的烧蚀机理和计算方法。

  5. 喷管设计:了解常用的喷管的结构形式和特点,可进行喷管的气动设计、结构设计和热防护设计,了解喷管性能损失的计算方法。

  6. 点火器设计:了解点火的机理和影响点火延迟的因素,了解常用点火药的分类和特点,了解常见的点火器特征和安全点火机构的原理。

  7. 了解液体火箭发动机的基本结构和工作原理。

  8. 了解固体火箭发动机的研制过程。

  二、参考书目

  王光林 主编,《固体火箭发动机设计》,西北工业大学出版社,1994年

  李宜敏 主编,《固体火箭发动机原理》 国防工业出版社,1985年

  王元有 主编,《固体火箭发动机设计》国防科技大学出版社出版 1980年

  《自动控制原理》

  考试大纲

  一、考试内容

  1.控制系统的数学模型及建模:系统传递函数的概念,控制系统结构图的等效化简方法,Mason公式及其化简方法。

  2.时域分析方法:时域稳定性判据,利用稳定性判据确定系统临界稳定参数;系统稳态误差的求解,消除稳态误差的方法;二阶系统动态品质的计算公式,高阶系统的主导极点分析方法。

  3.线性定常系统的根轨迹法:绘制根轨迹(180度、零度)的八大法则;利用系统等效开环传递函数的概念绘制参数根轨迹;运用根轨迹法,分析系统中参数的稳定范围。

  4.频域分析方法:系统开环Nyquist图的绘制、Bode图的绘制;Nyquist、Bode稳定判据;计算系统的幅值裕度和相角裕度;系统频域指标的计算。

  5.控制系统的校正:分析法(试探法)和综合法(期望特征法);串联超前校正、迟后校正及迟后-超前校正,前馈补偿原理,复合校正;

  6.线性离散系统的分析方法:香农定理,差分方程和脉冲传递函数,结构图的化简及整个离散结构图系统脉冲传递函数的求取,离散系统稳定性,离散系统的型别及静态误差系数的定义,稳态误差的求解;

  7.非线性控制系统的分析方法:相平面法;描述函数法,非线性系统稳定判据,自激振荡,计算系统的自振参数,分析系统参数对自振参数的影响。

  二、参考书目

  胡寿松主编,《自动控制原理》,科学出版社,2002年。

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