视觉条件对舰载机着舰终端误差影响研究.pdf

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1、V01．34No．5144舰船电子工程ShipElectronicEngineering总第239期2014年第5期视觉条件对舰载机着舰终端误差影响研究+桑亮(91245部队葫芦岛125000)摘要针对光学助降系统易受到不良气象条件(如低能见度)影响的缺点，研究了不同视觉条件对舰载机着舰终端误差的影响。在光学着舰引导系统模型建立的基础上，对分别采用光波束惯性稳定和角稳定方案时的着舰终端误差进行了仿真对比分析。结果表明，采用惯性稳定方案时着舰终端误差较大，采用角稳定方案时着舰终端误差受视觉条件的影响较大。关键词

2、光学助降系统；光波束稳定；着舰终端误差；视觉品质中图分类号V37DOI：10．3969／j．issnl672—9730．2014．05．040ImpactofVisualConditionontheTerminalLandingErrorSANGLiang(No．91245TroopofPLA，Huludao125000)AbstractFortheshortcomingthatopticalcarrierlandingguidancesystemiseasilyaffectedbythebadweather

3、condi—tionsuchaslewvisibility，theimpactofdifferentvisualconditionsoncarrier-basedairplaneterminallandingerrorwasstud—ied．Afteropticalcartierlandingguidancesystemwasmodeled，theterminallandingerrorofcarrier-basedairplanebyusinginertiastabilizationschemeandang

4、lestabilizationscheme，werecontrastedusingMatlab／Simulinksimulation．Thesimula—tionresultshowedthattheterminallandingerrorwasmuchlargerwhenusinginertiastabilizationscheme，andvisualcondi—tionhadmuchmoreeffectiveonanglestabilizationschemeKeyWordsopticalcarrierl

5、andingguidancesystem，opticalbeamstabilization，terminallandingerror，visualqualityCIassI、h■nhrV371引言菲涅尔透镜光学助降系统(FresnelLensopficalLandingSystem，noIS)是目前各国海军普遍采用的舰载机光学着舰引导系统，它能够相对于惯性空间提供一条光学下滑道，引导舰载机安全着舰。但其易受不良天气(如低能见度)的影响，从而干扰驾驶员对下滑道的跟踪。在实际工作中，由于受海浪海涌的影响，航母甲板

6、会产生动态运动，从而使菲涅尔透镜光学助降系统发出的光波束产生波束运动。为了稳定光波束的运动，给驾驶员提供—个相对理想的下滑道，菲涅尔透镜光学助降系统通常有五种稳定方案：惯性稳定、角稳定、线稳定、点稳定和补偿“肉球’稳定。由于篇幅所限，本文将仅比较采用惯性稳定和角稳定方案时的着舰终端误差的大小，并分别研究采用这两种稳定方案时，不同视觉条件对着舰终端误差的影响。2光学着舰引导系统建模光学着舰引导系统包括助降系统控制律、下滑光波束运动方程、视觉信息环节、驾驶员环节、飞行控制系统、终端误差方程等六个部分，如图l所示[

7、1~3]。基准波束角设圄±舰尾流I图1光学着舰引导系统模型下面对上述各环节进行数学建模。*收稿日期：2013年11月9日，修回日期：2013年12月23日作者简介：桑亮，男，助理工程师，研究方向：通信系统工程与应用。2014年第5期舰船电子工程1452．1驾驶员模型本文采用学者R．八Hess于2005年提出的简化的驾驶员模型(如图2所示)，来描述其操纵规律。在光波束引导着舰时，驾驶员按“肉球”指示修正下滑轨迹以跟踪基准光波束的运动，捕获下滑道。在跟踪飞行状态时，驾驶员按被跟踪的状态量的偏差信息(死一^。)及其

8、速率信息(矗a一九)，以一定的控制规律进行操纵。图2跟踪飞行状态下的驾驶员模型图2中，h。和矗。分别表示飞机下滑偏移量和偏移速率，‰为实际的下滑基准光波束上的一点相对于理想的下滑基准光波束的垂向偏移，J

9、Ie为垂向偏移速率。Ka表示系统输出误差(^s—h。)的操纵增益，Ka表示(矗。一I

10、I。)差值的增益。P～为驾驶员延迟环节，P。为简化后的驾驶员肢部神经动力学模型，从实际出发，文献E4]给出了它的