變穩(wěn)控制技術(shù)與飛行仿真

目錄

第1章 緒論 1

第2章 變穩(wěn)控制原理 4

2.1 空中運(yùn)動(dòng)相似的屬性描述 4

2.2 空中飛行模擬相似準(zhǔn)則選取 7

2.2.1 動(dòng)力學(xué)第一相似準(zhǔn)則 7

2.2.2 動(dòng)力學(xué)第二相似準(zhǔn)則 8

2.2.3 附加動(dòng)力學(xué)相似準(zhǔn)則 8

2.2.4 其他相似準(zhǔn)則 9

2.3 變穩(wěn)能力與模擬對(duì)象特性間的關(guān)系 10

第3章 常規(guī)變穩(wěn)控制律設(shè)計(jì)技術(shù) 11

3.1 三自由度變穩(wěn)模擬方法 11

3.1.1 縱向短周期模擬 12

3.1.2 橫航向模態(tài)模擬 13

3.2 常用變穩(wěn)控制模式 14

3.3 響應(yīng)反饋法 15

3.3.1 B矩陣可逆 16

3.3.2 B矩陣不可逆 19

3.3.3 響應(yīng)反饋法的優(yōu)缺點(diǎn) 21

3.4 模型跟隨法 21

3.4.1 跟蹤效果與本機(jī)響應(yīng)速度的關(guān)系 23

3.4.2 開環(huán)模型跟隨法 29

3.4.3 閉環(huán)模型跟隨法 36

3.4.4 總結(jié) 42

第4章 基于特征結(jié)構(gòu)配置方法的變穩(wěn)控制律設(shè)計(jì) 44

4.1 特征結(jié)構(gòu)配置方法簡(jiǎn)介 44

4.1.1 飛機(jī)典型模態(tài)特征 45

4.1.2 飛機(jī)時(shí)歷響應(yīng)與特征結(jié)構(gòu)關(guān)系 46

4.1.3 系統(tǒng)模態(tài)的耦合關(guān)系與特征向量選取 47

4.2 狀態(tài)反饋特征結(jié)構(gòu)配置方法 48

4.2.1 問題描述 48

4.2.2 狀態(tài)反饋矩陣的存在性 48

4.3 輸出反饋特征結(jié)構(gòu)配置方法 50

4.3.1 問題的描述 50

4.3.2 特征向量的可配置性 51

4.3.3 輸出反饋矩陣K的計(jì)算 54

4.4 基于特征結(jié)構(gòu)配置的指令跟蹤控制 54

4.4.1 帶前饋的指令跟蹤控制器 54

4.4.2 帶積分器指令跟蹤控制器 56

4.4.3 前饋與積分復(fù)合指令跟蹤控制器 58

4.5 變穩(wěn)控制方案 58

4.6 改進(jìn)的模型跟蹤控制 59

4.6.1 模型跟蹤條件 60

4.6.2 反饋的擴(kuò)展 62

4.6.3 廣義狀態(tài)矢量反饋的模型跟蹤 64

4.6.4 參數(shù)變化的影響 65

4.6.5 控制矩陣奇異時(shí)子過程的模型跟蹤 67

4.7 線性模型跟蹤控制示例 68

4.7.1 縱向跟蹤控制模型 68

4.7.2 橫航向變穩(wěn)控制律設(shè)計(jì) 99

第5章 非線性模型跟蹤控制仿真分析 129

5.1 剛性飛行器非線性飛行動(dòng)力學(xué)方程 129

5.1.1 飛行器質(zhì)心平動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程 129

5.1.2 飛行器繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程 131

5.2 剛性飛行器非線性運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 132

5.2.1 飛行器質(zhì)心運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 132

5.2.2 飛行器繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 132

5.3 線性控制律與非線性系統(tǒng)連接 133

5.4 縱向非線性模型跟蹤控制律仿真 135

5.4.1 迎角跟蹤控制律仿真 135

5.4.2 俯仰角速度跟蹤控制律仿真 142

5.4.3 過載跟蹤控制 148

5.4.4 縱向模型跟蹤控制總結(jié) 155

5.5 橫航向非線性模型跟蹤控制律仿真 155

5.5.1 橫航向線性跟蹤控制律仿真 155

5.5.2 橫航向非線性跟蹤控制律仿真 161

5.5.3 橫航向線性跟蹤控制律仿真（目標(biāo)機(jī)增穩(wěn)） 164

5.5.4 橫航向非線性跟蹤控制律仿真（目標(biāo)機(jī)增穩(wěn)） 170

5.5.5 橫航向模型跟蹤控制總結(jié) 173

5.6 縱橫向結(jié)合非線性跟蹤控制律仿真 174

5.6.1 迎角＋側(cè)滑角＋滾轉(zhuǎn)角速度非線性模型跟蹤仿真 174

5.6.2 俯仰角速度＋側(cè)滑角＋滾轉(zhuǎn)角速度非線性模型跟蹤仿真 179

5.6.3 法向過載＋側(cè)滑角＋滾轉(zhuǎn)角速度非線性模型跟蹤仿真 183

5.6.4 縱橫向非線性模型跟蹤控制總結(jié) 188

參考文獻(xiàn) 189