舰载战斗机进场功率补偿的控制律研究

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1、分类号密级公开UDC学位论文题目：舰载战斗机进场功率补偿的控制律研究研究生姓名：黎雪学科专业名称：控制理论与控制工程研究方向：自主飞行控制论文类型：综合研究申请学位：工学硕士指导教师姓名：范彦铭田丰指导教师职称：教授教授指导教师单位：沈阳飞机设计研究所沈阳航空航天大学论文提交日期：2015年01月06日论文答辩日期：2015年03月10日沈阳航空航天大学2015年03月SHENYANGAEROSPACEUNIVERSITYTHESISFORMASTER’SDEGREERESEARCHOFAPPROACHPOWERCOMPENSA

2、TIONSYSTEMCONTROLLAWFORCARRIER-BASEDWARCRAFTCandidate：XueLiSupervisor：YanmingFanFengTianSpecialty:ControlTheoryandControlEngineeringDate:March2015摘要舰载战斗机是航空母舰武器系统中的重要作战手段，为保证舰载机安全着舰，提出了进场功率补偿系统，按照进场功率补偿控制律对发动机推力进行控制，以克服舰载机低速进场时的速度不稳问题，提高航迹控制精度。因此，研究并设计进场功率补偿系统具有重要意义。

3、本文以国外某舰载机为例，展开了进场功率补偿控制律的研究和设计，主要研究内容如下：1.舰载机纵向运动数学模型的建立和处理。根据牛顿运动定律对舰载机纵向运动受力分析，列出了其动力学方程，对其进行小扰动和线性化的简化处理，建立舰载机三自由度的纵向运动模型，从而得到航迹角对俯仰角的一般响应特性。2.舰载机进场功率补偿的控制策略研究。分别分析了速度恒定的进场功率补偿系统和迎角恒定的进场功率补偿系统，应用PID理论进行设计并比较其控制性能，结论是迎角恒定的进场功率补偿系统比速度恒定的进场功率补偿系统更能满足舰载机着舰快速性、准确性和安全性的

4、要求。3.舰载机进场功率补偿控制律的分析和设计。针对国外某型舰载机的具体要求，采用引入了法向加速度和舵面信息的迎角恒定的进场功率补偿系统，并进行控制律的分析和设计。通过仿真验证表明，所设计的进场功率补偿控制律能够良好的满足该型舰载机的要求，保证其着舰的安全性和稳定性。通过分析和仿真验证表明，本文所设计的自动油门指令算法和进场功率补偿控制律达到了该型舰载机的各项要求，具有一定的工程实际意义。关键词：舰载机；进场功率补偿；控制律；PID；自动油门控制IAbstractCarrier-basedaircraftisanimportan

5、tmeansofwar.InordertoensureCarrier-basedaircraftlandedsafely,approachpowercompensationsystemisproposed,whichisrequiredtomanageenginepoweraccordingtoapproachpowercompensationcontrollaw,soastoovercometheproblemofunstablespeedwhenapproachinlowspeedandimprovetheflightpat

6、hcontrol.Therefore,ithasimportantsignificancetoresearchanddesignapproachpowercompensationsystem.Inthispaper,thestudyanddesignofapproachpowercompensationsystemiscarriedoutfortheexampleofatypeofforeigncarrier-basedaircraft.Themainresearchcontentareasfollows:1.Theestabl

7、ishmentandsimplificationofcarrier-basedaircraftmathematicalmodelinlongitudinalmotion.Thedynamicequationofcarrier-basedaircraftinlongitudinalmotionislistedbyanalyzingitsforcedistributionaccordingtoNewton’slawofmotion,andissimplifiedwithsmallperturbationandlinearizatio

8、n.Thecarrier-basedaircraftmathematicalmodelofthree-degree-of-freedomisestablished.Thenthegeneralresponsecharacteristicsofpathanglet