西北工业大学(航天学院)2006年高校教师在职读硕考试大纲

　　《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。