舰载机着舰控制技术研究

发布时间：2017-04-20 05:00

  本文关键词：舰载机着舰控制技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 舰载飞机进舰着舰自动引导和控制系统是现代航空母舰/舰载飞机系统的关键技术，是航空母舰/舰载飞机相容性的重要研究内容。航空母舰自动着舰系统ACLS是舰载飞机自动进舰着舰技术的综合体现，能引导和控制舰载飞机在各种天气、海况下在航空母舰运动甲板上安全着舰。本文对舰载机姿态控制系统、进场推力补偿系统、高度变化率指令自动着舰系统和甲板运动预估补偿技术等着舰关键技术进行了深入研究，并对舰载机加入甲板信息后的着舰过程进行了仿真。 舰载机数学模型是控制器设计的基础。引入速度坐标系为参考，建立纵向受力图，运用飞行力学知识得到法向力方程、切向力方程、纵向力矩方程并线性化，根据搜集的有关J8型飞机的资料，得出其状态方程模型。 在模型建立之后，用经典PID控制方法，对姿态控制系统和推力补偿系统进行控制系统的设计与仿真。首先论述了飞控系统中姿态控制系统和推力补偿系统关系，之后分别对飞机的飞行姿态控制律和发动机推力控制律进行设计，，由于两个系统存在耦合作用，综合两个系统一起设计控制律，在姿态和发动机两个通道上引入铰链反馈，加快飞机迎角的稳定速度。 在姿态与推力综合控制系统基础上，引入垂直速率反馈，形成垂直速率指令自动着舰控制系统，调整控制律参数，加速响应时间。 甲板运动是舰载机安全着舰的主要隐患之一，自动着舰系统能否准确跟踪甲板运动，关系到着舰的安全性。自动着舰系统本身存在的滞后给精确跟踪带来难题。文章在最后给出AR建模预报和神经网络预报两种预报方法，预报典型甲板运动情况，把预报的数据耦合到垂直速率指令自动着舰系统中并进行仿真，减小和消除由于滞后带来的误差。
【关键词】：甲板运动 预报 自动着舰控制系统
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：U674.771
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 课题来源和意义10-16
• 1.1.1 航空母舰/舰载机系统发展10-13
• 1.1.2 舰载机着舰对发展航母的意义13-16
• 1.2 国内外研究现状16-22
• 1.2.1 舰载飞机着舰方式的发展16-17
• 1.2.2 光学助降系统17-18
• 1.2.3 舰载飞机自动着舰系统18-22
• 1.2.4 国内研究现状22
• 1.3 本文研究内容22-24
• 第2章 舰载机模型的建立24-44
• 2.1 飞机纵向运动方程及线性化24-31
• 2.1.1 坐标系统的建立24-25
• 2.1.2 纵向运动方程的线性化方法25-31
• 2.2 飞机有关数据31-33
• 2.2.1 飞机低空状态下的原始数据32
• 2.2.2 飞机气动导数32-33
• 2.3 飞机模型的动态响应分析33-42
• 2.4 自然飞机短周期运动方程42-43
• 2.5 本章小结43-44
• 第3章 舰载机自动着舰控制系统的设计44-62
• 3.1 飞机航迹角对姿态角的响应45-46
• 3.1.1 无速度控制航迹角响应姿态角45-46
• 3.1.2 有速度控制航迹角响应姿态角46
• 3.2 飞机自动着舰系统的初步设计46-53
• 3.2.1 姿态控制系统设计47-50
• 3.2.2 进场推力补偿系统控制律设计50-53
• 3.3 飞行姿态与推力综合控制系统设计53-58
• 3.4 垂直速率与推力综合控制系统设计58-61
• 3.5 本章小结61-62
• 第4章 基于预报的舰载机着舰控制研究62-90
• 4.1 基于 AR方法的建模及预报62-70
• 4.1.1 预报模型及预报性能指标62-63
• 4.1.2 AR模型建模方法63-69
• 4.1.3 AR预报算法69-70
• 4.2 神经网络建模及预报70-83
• 4.2.1 神经网络概论70-72
• 4.2.2 神经网络理论基础72-75
• 4.2.3 BP神经网络75-82
• 4.2.4 BP网络系统辨识及预报仿真82-83
• 4.3 甲板运动补偿及仿真83-89
• 4.3.1 甲板运动模型及飞控指令形成83-84
• 4.3.2 甲板运动补偿及下滑轨迹仿真84-89
• 4.4 本章小结89-90
• 结论90-91
• 参考文献91-93
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果93-94
• 致谢94

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 满翠芳;舰载机自动着舰控制技术研究[D];南京航空航天大学;2010年

2 薛雯;舰载机进场程序及涡桨飞机着舰动力补偿研究[D];南京航空航天大学;2011年

3 徐秋;舰载机进舰环境下驾驶员建模与仿真[D];哈尔滨工程大学;2012年

4 张永花;舰载机着舰过程甲板运动建模及补偿技术研究[D];南京航空航天大学;2012年

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本文编号：317904