超低空空投多操纵面控制系统控制律设计

摘要

随着机动性、隐身性、可靠性、飞行安全性等方面的要求不断提高，越来越多的飞机超越了常规设计，操纵面不再局限于一个升降舵、一个方向舵和一对副翼，其数目有可能增加到二十多个。如何有效地组合这些操纵面实现特定的飞行目标就是多操纵面控制问题。
　　现阶段最常用的多操纵面控制方案就是首先设计控制律产生操纵飞机所需要的三轴力矩，然后利用控制分配算法将三轴力矩映射为各个操纵面的偏转指令，最后送往舵机执行。
　　本文主要研究多操纵面控制技术，并将其应用到超低空空投中，完成的主要工作包括建立飞机-货物系统的运动方程、设计超低空空投段的控制律、研究多操纵面控制分配算法、消除货物滑动对空投的影响以及实现超低空空投多操纵面控制系统的仿真。
　　本文主要有两点创新：
　　其一，提出了一种新的直接分配算法——平行边搜索法，该算法通过坐标变换和投影，将n维目标的受限控制分配问题转化为若干2维目标的受限控制分配问题，在大大降低了计算复杂度的同时，也改进了其它直接分配算法只能分配3维目标的缺陷；
　　其二，根据直接升力控制的原理，设计了超低空空投阶段的防撞地环节，有效避免了利用升降舵控制高度的延迟以及垂直运动和俯仰运动的耦合，降低了飞机撞地的风险，为安全空投提供了保障。

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缩 略 词

第一章 绪论

1.1引言

1.2研究背景及意义

1.3研究现状和进展

1.4研究内容和工作

第二章 超低空空投过程数学建模

2.1引言

2.2坐标系简介

2.3飞机-货物系统运动方程

2.4小结

第三章 超低空空投段控制律设计

3.1引言

3.2飞行品质要求

3.3模型线性化

3.4模态分析

3.5控制律设计

3.6小结

第四章 多操纵面控制分配算法研究

4.1引言

4.2控制分配问题的数学描述

4.3现有的控制分配算法

4.4受限控制直接分配新算法

4.5小结

第五章 多操纵面控制系统仿真

5.1引言

5.2系统仿真

5.3小结

第六章 超低空空投直接升力防撞地控制

6.1引言

6.2直接升力控制的原理和优势

6.3防撞地环节控制律设计

6.4系统仿真

6.5小结

第七章 总结和展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文