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航空学报 2021年第12期42卷 187-202页

作者：罗飞张军红王博唐瑞琳唐炜航空工业第一飞机设计研究院西安710089 西北工业大学自动化学院西安710072

在复杂的作战和着舰环境下,舰尾气流扰动是着舰误差的最主要来源之一。如果在着舰下滑阶段利用直接升力控制(DLC)的快速性和解耦性能力,可以极大地减轻飞行员着舰操纵负担并且提高着舰最后阶段对舰尾流的抑制能力。从航迹调节和姿态稳... 详细信息

在复杂的作战和着舰环境下,舰尾气流扰动是着舰误差的最主要来源之一。如果在着舰下滑阶段利用直接升力控制(DLC)的快速性和解耦性能力,可以极大地减轻飞行员着舰操纵负担并且提高着舰最后阶段对舰尾流的抑制能力。从航迹调节和姿态稳定的解耦角度出发,提出在非线性动态逆(NDI)控制框架下实现基于直接升力的着舰控制律方法,并通过建立含有舰尾流扰动的E-2C全量飞机仿真模型进行验证。结果表明:在非线性动态逆控制中引入直接升力的舰载机着舰控制律,可以实现在着舰下滑阶段姿态稳定的同时,通过直接升力快速解耦调节航迹误差,并且在引入舰尾流干扰的情况下,具有快速修正下滑倾角误差、抑制舰尾流干扰的能力,最终达到显著提高着舰精度的效果。

关键词：舰尾流抑制精确着舰非线性动态逆直接升力控制 “魔毯”软件

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基于模型参考模糊自适应的舰尾流抑制方法

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南京航空航天大学学报 2013年第3期45卷 396-401页

作者：焦鑫江驹王新华甄子洋南京航空航天大学自动化学院南京210016

舰尾流扰动是造成舰载机着舰误差的重要原因,为抑制舰尾流的影响,提高着舰精度,本文提出了一种基于模型参考模糊自适应系统(Model reference fuzzy adapting system,MRFAS)的舰载机着舰飞行控制律设计方法。以某舰载飞机为研究对象,在... 详细信息

舰尾流扰动是造成舰载机着舰误差的重要原因,为抑制舰尾流的影响,提高着舰精度,本文提出了一种基于模型参考模糊自适应系统(Model reference fuzzy adapting system,MRFAS)的舰载机着舰飞行控制律设计方法。以某舰载飞机为研究对象,在设计过程中,将自适应控制和模糊参数整定有机结合,构建了舰载机着舰的智能H飞行控制系统,加入不同海况下的舰尾流,对其舰尾流抑制效果以及该系统的自适应性能进行了仿真验证。结果表明,该设计方法不仅能够有效抑制舰尾流,使着舰误差精度提高约7.2%,而且可以提高跟踪理想下滑轨迹的快速性,同时利用该方法设计的飞控系统具有很强的自适应能力,从而更好地保证飞机的着舰安全。

关键词：舰载飞机模糊自适应模糊参数自整定舰尾流抑制

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基于H_2预见控制的舰载机自动着舰控制方法

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电光与控制 2015年第9期22卷 68-71,109页

作者：邵敏敏龚华军甄子洋江驹南京航空航天大学自动化学院南京210016

以舰载机为研究对象,建立了舰载机的动力学模型,设计了基于H2全信息预见控制器的舰载机自动着舰控制系统,实现了舰尾流干扰的抑制和下滑道的跟踪。以某舰载机为受控对象,进行非线性数值仿真,结果表明,采用H2全信息预见控制策略能够提高... 详细信息

以舰载机为研究对象,建立了舰载机的动力学模型,设计了基于H2全信息预见控制器的舰载机自动着舰控制系统,实现了舰尾流干扰的抑制和下滑道的跟踪。以某舰载机为受控对象,进行非线性数值仿真,结果表明,采用H2全信息预见控制策略能够提高对舰尾流干扰的抑制效果,获得较快的系统响应和满意的轨迹跟踪效果,控制效果优于PID控制。

关键词：舰载机 H2全信息预见控制自动着舰舰尾流抑制

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全自动着舰纵向引导律优化设计

全自动着舰纵向引导律优化设计

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作者：李佳桐哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

航母/舰载机系统是当今海战的核心力量,而舰载机着舰过程的安全性严重制约航母的战斗力。本文主要研究了与自动着舰引导技术相关的飞行控制系统设计问题,针对算例机型完成了自动着舰控制律内、外回路,进场动力补偿器,甲板运动补偿环节... 详细信息

航母/舰载机系统是当今海战的核心力量,而舰载机着舰过程的安全性严重制约航母的战斗力。本文主要研究了与自动着舰引导技术相关的飞行控制系统设计问题,针对算例机型完成了自动着舰控制律内、外回路,进场动力补偿器,甲板运动补偿环节的设计以及必要的仿真验证工作。首先,建立了舰载机进场运动模型,航母运动模型,并根据美国军标对舰尾流模型的描述建立了完整的舰尾流仿真模型。在此基础上,参考F/A-18A飞机ACLS构型,利用算例舰载机的纵向小扰动线性化模型构建了纵向ACLS,并对控制器参数进行了初步调校。其次,将经典控制理论与模糊控制原理相结合,完成对纵向自动着舰模糊控制系统(Fuzzy-ACLS)的设计,主要针对自动驾驶仪和APCS这两个机构设计模糊控制器,这需要确定控制器输入、输出,并制定实用的模糊规则库和隶属度函数。通过数值仿真比较传统ACLS与Fuzzy-ACLS对控制指令的响应情况以考察Fuzzy-ACLS的性能。考虑到Fuzzy-ACLS的控制效果仍有不足,基于遗传算法基本原理,本文对纵向ACLS做了进一步优化设计以增强其抵抗复杂气流扰动的能力。针对舰尾流分量中3种随机性分量,通过设计合理的适应度函数(即系统性能评价函数)对控制器参数进行寻优,寻优过程考虑了时频域综合约束指标,并创新地采用了时频域综合寻优方法;对于舰尾流稳态分量的抑制问题,尝试在内回路加入高度变化率补偿指令来实现。将参数寻优和补偿指令结合,实现了针对完整舰尾流分量的良好抑制,最后通过仿真验证了系统在扰流中的综合响应性能。最后,设计了甲板运动补偿器和预估器并加入已设计的纵向ACLS,从而使舰载机能同步跟踪理想着舰点随航母甲板的运动,在高海况下仍能保证落点精度。然后建立舰载机尾钩及落点检测模型,实现落点偏差的仿真结果统计,在考虑甲板运动和舰尾流场影响下对最终着舰性能进行了综合分析。

关键词：全自动着舰引导律模糊控制遗传算法舰尾流抑制

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基于预见控制的无人机着舰控制研究

基于预见控制的无人机着舰控制研究

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作者：马坤南京航空航天大学

学位级别：硕士

近年来,无人机因其低成本、零伤亡等特点,在民用及军用领域正获得越来越多的重视。而自动着舰控制技术是舰载无人机实现海上作战任务需要解决的的关键技术之一。本文将以小型固定翼无人机为研究对象,研究基于最优预见控制的无人机着舰... 详细信息

近年来,无人机因其低成本、零伤亡等特点,在民用及军用领域正获得越来越多的重视。而自动着舰控制技术是舰载无人机实现海上作战任务需要解决的的关键技术之一。本文将以小型固定翼无人机为研究对象,研究基于最优预见控制的无人机着舰控制算法。首先,根据无人机动力学与运动学方程,建立其非线性数学模型,并进行模型线性化。分析无人机着舰回收方式及着舰基准轨迹的生成,并采用传统PID控制方法对无人机着舰下滑段轨迹跟踪控制进行仿真。其次,对无人机着舰过程中的安全影响因素进行分析,首先进行了甲板运动的建模研究,在此基础上通过Matlab仿真具体分析甲板运动对理想着舰点的漂移影响。然后对舰尾气流中的稳态分量雄鸡尾流进行建模研究,结合本文研究对象“银狐”无人机,仿真分析舰尾流对“银狐”无人机着舰轨迹的影响。然后,设计了基于最优预见控制的无人机着舰控制系统,根据纵侧向分开设计的思路,基于无人机解耦的线性模型分别设计无人机着舰纵向及横侧向最优预见控制律,最后将设计好的控制律代入无人机全量非线性模型进行仿真验证,通过与传统PID控制器对比,表明该控制器能快速跟踪下滑道,且无稳态误差,显著改善了飞控系统的控制性能。最后,进行了基于最优预见控制的甲板运动补偿与舰尾流抑制研究,采用将基于卡尔曼滤波算法的甲板运动预估器与最优预见控制器相结合的补偿策略,分别针对不同海况下的甲板运动进行仿真以验证该策略的可行性,通过最优预见干扰前馈控制对舰尾流进行抑制。在此基础上进行了复杂着舰环境下的无人机综合着舰仿真,结果表明,相比于传统最优控制器,本文设计的控制器能更加有效地补偿甲板运动并抑制舰尾流干扰。

关键词：舰载无人机最优预见控制自动着舰控制甲板运动补偿舰尾流抑制

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