艦載機(jī)全自動(dòng)著艦引導(dǎo)飛控系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著我國(guó)國(guó)防事業(yè)的跨越式發(fā)展,有關(guān)航母/艦載機(jī)技術(shù)的研究工作也緊鑼密鼓地展開。由于艦載機(jī)著艦環(huán)境復(fù)雜、影響因素眾多,著艦安全始終是航母/艦載機(jī)系統(tǒng)的一項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn)和瓶頸。目前世界上最先進(jìn)的著艦方式——全自動(dòng)著艦,能夠排除人為因素的干擾,依靠精確有效的自動(dòng)控制系統(tǒng)來提高艦載機(jī)著艦精度和成功率。艦載機(jī)引導(dǎo)飛控系統(tǒng)是全自動(dòng)著艦系統(tǒng)ACLS的核心部分,也是全自動(dòng)著艦的基本保障,其功能是根據(jù)指令輸入以及環(huán)境變化自動(dòng)調(diào)整艦載機(jī)的姿態(tài)和航跡。本文將自動(dòng)

2、控制理論、現(xiàn)代智能控制理論、飛行原理以及流體力學(xué)等多方面理論及技術(shù)有機(jī)結(jié)合,以F/A-18艦載機(jī)為例,從控制學(xué)的角度研究和設(shè)計(jì)了全自動(dòng)引導(dǎo)的飛控系統(tǒng),并利用MATLAB/Simulink軟件分別進(jìn)行了平靜大氣和艦尾氣流場(chǎng)干擾兩種環(huán)境下的仿真實(shí)驗(yàn)。
　　首先通過對(duì)艦載機(jī)受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析,建立了F/A-18艦載機(jī)的六自由度全量模型;經(jīng)過解耦、線性化和標(biāo)準(zhǔn)化等一系列處理,得到了F/A-18艦載機(jī)的縱向小擾動(dòng)模型?；谠撃Ｐ蛯?duì)F/

3、A-18艦載機(jī)的模態(tài)特性和響應(yīng)特性進(jìn)行了研究,分析了導(dǎo)致艦載機(jī)開環(huán)時(shí)不穩(wěn)定的因素,從而確定引導(dǎo)飛控系統(tǒng)的控制量和反饋量。根據(jù)ACLS設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和飛行品質(zhì)規(guī)范的要求設(shè)計(jì)了F/A-18艦載機(jī)的俯仰角指令飛控系統(tǒng),包括自動(dòng)駕駛儀和進(jìn)場(chǎng)動(dòng)力補(bǔ)償系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及二者的交聯(lián),實(shí)現(xiàn)了俯仰角指令對(duì)F/A-18艦載機(jī)姿態(tài)的自動(dòng)控制。接下來以自動(dòng)飛控系統(tǒng)為內(nèi)環(huán),運(yùn)用模糊PID技術(shù)設(shè)計(jì)了F/A-18艦載機(jī)的引導(dǎo)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)艦載機(jī)航跡的自動(dòng)控制。最后建立了艦

4、尾氣流場(chǎng)的時(shí)域模型,并將其對(duì)艦載機(jī)著艦產(chǎn)生的影響作為控制項(xiàng)引入引導(dǎo)飛控系統(tǒng),考察了系統(tǒng)的抑風(fēng)擾動(dòng)能力。
　　MATLAB/Simulink環(huán)境下的仿真結(jié)果顯示,將俯仰角指令的自動(dòng)飛控系統(tǒng)引入F/A-18艦載機(jī)后,艦載機(jī)的穩(wěn)定性能大幅提升,能夠在較短時(shí)間內(nèi)完成艦載機(jī)姿態(tài)的自動(dòng)控制,且抗擾性能良好?；谀：齈ID的引導(dǎo)控制系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了F/A-18艦載機(jī)的航跡控制,還具有參數(shù)在線自整定功能,能夠滿足復(fù)雜多變的著艦需求。同時(shí)艦載機(jī)全自動(dòng)