舰载机着舰指挥官辅助决策及其评估

摘要

我国有广阔的海洋区域和大大小小数量繁多的岛屿，拥有十分丰富的海洋生物资源和海洋石油资源，为了维护自身的海洋权益和开采资源的安全保证，需要有强大的海军实力作为支撑和保障。为了维护海洋权益以及增强海军的震慑力，2011年8月10日我国第一艘航空母舰“辽宁号”实现顺利首航，这填补了我国在航母科技发展的空白，开始了积极发展航母事业。为了保证舰载机着舰的安全有效，航空母舰上需要着舰指挥官（Landing Signal Officer，简称LSO）完成着舰任务，本文将对着舰指挥官的纵向回路的辅助决策与评估技术进行深入研究。
　　1.建立舰载机仿真系统。首先搭建舰载机模型的几个坐标系，为舰载机动力学分析做铺垫。然后在舰载机速度坐标系下做力的分析，建立其六自由度非线性模型，得到纵向回路的舰载机模型，在其基础上，建立舰载机纵向回路的飞控系统模拟飞行员的纠偏行为，通过仿真验证其合理性。
　　2. LSO辅助决策技术的研究。首先分析LSO辅助决策任务，定义纵向偏差以及飞行员的相关操作，建立指令关联操作，然后利用着舰仿真软件模拟真实情况下飞行员的纠偏动作，根据对比飞行员的不同操作舰载机的响应情况，验证指令关联操作的正确性和准确性。在此基础上，以指令的关联操作为模糊准则，建立基于模糊控制的LSO纵向辅助决策模型。最后通过对比有LSO决策时和无LSO决策时舰载机着舰情况来说明LSO辅助决策策略对于舰载机着舰安全的重要性。
　　3. LSO评估系统设计。LSO评估系统是以飞行员着舰过程的风险情况考虑的，所以首先引入安全着舰区域，依据安全着舰区域对应的舰载机纵向的飞行边界得到舰载机的安全飞行区域。然后对传统的LSO评估方法进行改进，利用多属性模糊决策方法，设计多航次排序评估和单航次对比评估方法，针对多航次情况采用正态模糊算子对其风险程度进行描述，提出一套着舰效能排序的方法，实现其效能的排序；针对单航次评估技术，提出“理想着舰”的参照方法，以“理想着舰”为标准与实际着舰过程进行对比，实现单航次评估的打分。
　　4. LSO决策系统和评估系统的软件开发流程介绍。依据舰载机模型以及飞控系统模型，开发舰载机着舰系统软件、LSO决策系统软件、LSO评估系统软件，在LSO着舰系统软件上提供 LSO决策软件接口以及 LSO评估软件接口，实现“LSO-飞行员-舰载机”外加评估系统的操作平台。

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第1章 绪论

1.1 本课题的研究背景及意义

1.2 舰载机着舰技术的发展

1.3 LSO的研究现状

1.4 论文研究内容

第2章 舰载机仿真系统的构建

2.1 舰载机模型构建

2.2 飞行控制系统

2.3本章小结

第3章 着舰指挥官辅助决策技术研究

3.1 着舰指挥官决策任务介绍

3.2 着舰指挥官指令操作的研究

3.3 基于模糊控制的着舰指挥官决策建模研究

3.4本章小结

第4章 着舰指挥官评估技术研究

4.1 舰载机飞行安全区域

4.2 着舰指挥官评估技术研究

4.3 LSO评估系统实例

4.4本章小结

第5章 着舰指挥官辅助决策和评估系统软件开发

5.1 LSO辅助决策系统开发工具

5.2 舰载机着舰系统软件实现

5.3 LSO决策系统的软件实现

5.4 LSO评估系统的软件实现

5.5 本章小节

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢