总体设计中的飞控系统控制律设计与评估研究

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1、西北工业大学硕士学位论文总体设计中的飞控系统控制律设计与评估研究姓名：刘艳申请学位级别：硕士专业：交通运输规划与管理指导教师：高正红20060301摘要飞控系统对飞机总体布局的影响越来越大，为了设计出具有期望性能与品质的飞机，需要在飞机的总体设计阶段就考虑飞控系统控制律。本文从总体设计的角度，对飞控系统控制律设计与评估方法进行了初步的探讨。其目的，就是为目前缺乏飞控系统控制律设计与评估能力的国内总体设计部门提供参考。文中首先根据现代空战的特点．从飞行品质和敏捷性两方面，提出了飞控系统控制律的设计要求。通过分析控制律结构、设计方法以及

2、系统调参方法，建立了能够反映现代战斗机飞行控制系统主要功能的控制律设计方法。并以某典型的第三代战斗机为算例，采用输出反馈最优二次型方法对其控制律进行了设计，BP神经网络对控制参数进行了系统调参。其次，通过分析飞控系统各环节对飞机动态特性的影响，建立了能够反映飞控系统主要功能的简化飞控系统模型。为了实现可视化的建模及高效率的仿真，本文提供了一种面向对象的飞控系统仿真方法。然后，从飞行品质和敏捷性两方面，建立了飞控系统控制律的评估方法。其中，飞行品质的评估采用了等效系统拟配与驾驶员操纵评分两种方式，试飞的动作与状态由飞行品质的要求确定。

3、敏捷性的评估采用的是模拟试飞的方式，模拟试飞的敏捷性尺度为与飞控系统有直接关系的尺度。最后，对算例中所设计的控制律进行了评估，评估结果表明，采用新控制律飞机的飞行品质与敏捷性比原飞机的好，既明这种控制律设计方法是有效的。关键词：飞行控制系统，控制律，总体设计，飞行品质，敏捷性AbstractTheeffectsthatFlightControlSystem(FCS)haveonconceptualaircraftdistributionarebecomingmoreandmoreconsiderable，inordertodesig

4、naircraftswithexpectedperformancesandflyingqualities，FCSshouldbeconsideredattheconceptualdesignphase．TheworkpresenthereisthedesigningandevaluatingtechniquesofFlightControlLaw(FCL)fromthepointofviewofconceptualaircraftdesign．ThepurposeoftheresearchiStosupplyreferencesto

5、thedomainconceptualdesigndepartmentswhichlacktheabilityofdesigningandevaluatingFCL．Themainworksofthispaperareasfollows：First，accordingtotherequirementsofflyingqualitiesandagilitiesofmodemfighter，thedesignrequirementsofFCLaregiveninthispaper．Byanalyzingthestructures，des

6、igningmethodsandgainschedulingmethodsofFCL，thedesigningtechniquesofFCLwhichCanindicatethemainfunctionsofmodemfighters’FCSareestablished．Asanexample，theFCLforatypical3rdgenerationfighterisdesignedbyoptimalLinearQuadraticwithoutputfeedback；thegainsoftheFCLarescheduledbyB

7、Pneuralnetworks．Secondly,byanalyzingtheeffectsofeachpartofFCSonthedynamicsoftheaircraft，asimplifiedmodel，whichCanindicatethecharacteristicsandfunctionsofFCS，isestablished．InordertoimplementvisualmodelingandhighefficiencyFCSsimulation，anobject—orientedFCSsimulationmetho

8、disintroduced．Thirdly,theFCLevaluatingmethodsareestablishedfromthesidesofflyingqualitiesandagilities．Theflyingqualiti