舰载机进近着舰航线设计及控制系统仿真

摘要

舰载机的安全着舰是保证航空母舰战斗力的关键技术之一，为了提高着舰的安全性，本文对舰载机进近着舰过程进行了研究，设计了合理的进近着舰航线，并设计相应的数值仿真系统和视景仿真系统，对进近着舰整个过程进行仿真分析。
　　首先对舰载机进近着舰过程进行分析，分析了三种进近着舰方式的特点和条件，研究了常见的三种着舰引导系统，并对进近着舰过程影响因素进行分析；将进近着舰航线分为等待航线、进场航线和下滑着舰航线，并分别设计三种进近着舰方式下的合理航线。
　　然后，将进近着舰仿真系统分为数值仿真系统和视景仿真系统两种，对仿真系统的需求进行分析，并据此对两种仿真系统的总体架构进行设计。
　　再次，依据仿真系统的总体架构，对数值仿真系统进行了详细的设计。建立了舰载机的数学模型，进行了进近着舰控制律设计，设计了航迹跟踪控制算法，并针对着舰引导的多模态性，设计了模态转换技术，最后进行了全过程的数值仿真。通过数值仿真验证了所设计的数值仿真系统的可行性，并且通过仿真数据、仿真曲线能够更好地分析舰载机进近着舰的整个过程。
　　最后，在数值仿真的基础上，将Matlab与FlightGear进行联合仿真，完成视景仿真系统的设计。分析了视景仿真系统的工作流程，完成了数据接口设计，实现了三维场景与模型的设计，最终以三维视景的方式展现了舰载机进近着舰的全过程。通过视景仿真系统，能够更加直观地了解到进近着舰全过程。
　　本文所设计的舰载机进近着舰航线可以为国内舰载机飞行员的飞行训练提供参考，首次对舰载机进近着舰的全过程进行控制系统仿真，对舰载机/航空母舰的研究提供理论指导意义，具有一定的工程应用价值。

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注释表

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2国内外研究现状

1.3 研究目的及意义

1.4 本文的章节安排

第二章 舰载机进近着舰分析及航线设计

2.1 舰载机进近着舰过程研究

2.2 舰载机进近着舰影响因素分析

2.3 舰载机进近着舰航线设计

2.4 本章小结

第三章 舰载机进近着舰仿真系统的总体架构设计

3.1 仿真系统需求分析

3.2 数值仿真系统的总体架构设计

3.3 视景仿真系统的总体架构设计

3.4 本章小结

第四章 舰载机进近着舰控制及数值仿真

4.1 舰载机的数学模型

4.2 舰载机进近着舰控制律设计

4.3 航迹跟踪控制

4.4 着舰模态转换技术研究

4.5 进近着舰全过程仿真分析

4.6 本章小结

第五章 舰载机进近着舰视景仿真系统的设计与实现

5.1 FlightGear简介

5.2 三维视景仿真程序设计

5.3进近着舰过程视景仿真实现与结果展示

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 后续研究工作展望

参考文献

致谢

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