自动着舰系统αβ滤波器研究

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1、万方数据第31卷第2期计算机仿真2014年2月文章编号：1006—9348(2014)02—0121—05自动着舰系统邮滤波器研究朱齐丹，李金龙，李颖臻(哈尔滨工程大学，黑龙江哈尔滨150001)摘要：对自动着舰系统进行了设计和仿真研究。重点针对引导律设计中需要采用的滤波器进行了研究，先推导出却ha—beta滤波器的差分形式和拉普拉斯变换形式，利用其传递函数进行仿真验证，通过仿真结果，验证alpha—beta滤波器在自动着舰系统中所起到的作用，该滤波器可以在不影响其动态响应过程的快速性和稳定性的前提下，改善了位置、速度的平滑和估计，以及各个输出量的响应，尤其是在有雷达噪声的作用下，更突显出其作

2、用。关键词：自动着舰系统；滤波器；飞行控制系统中图分类号：TN911文献标识码：BResearchonAlpha——betaFilterofAutomaticLandingSystemZHUQi—dan，LIJin—long，LIYing—zhen(HarbinEngineeringUniversity，HeilongjiangHarbin150001，China)ABSTRACT：Inthispaper，theautomaticlandingsystemwasintroducedanddesigned．Onthebasisofthissystem，simulationmodelWasesta

3、blishedandstudied．Thisarticlefocusedtheresearchonthefilter，whichisusedinthecontrollaw．Firstly，thedifferentialformandtheLaplaceformofthealpha—betafilterwerederived．TheLaplacetransferfunctionwasusedtosimulate．Thesimulatedresultverifiedthatthealpha—betafilterplaysanimportantroleintheautomaticlandingsys

4、tem．Thefilterdoesnotaffectthedynamicresponsewiththerapidandstabilitycharacter-istic，butimproveandsmooththeposition，velocityestimationandtheresponseofeachoutput，especiallyundertheradarnoise．KEYWORDS：Automaticladingsystem；Filter；Flightcontrolsystem1引言实现飞行器的成功着陆是航空航天界比较困难的控制问题，显然工程上解决这个问题是十分不容易的，而如果面对舰

5、载机在航空母舰上着舰这种情况就显得更为困难，这也是各个国家海军所要面对的一个挑战⋯。为了解决这一问题，美国海军在上世纪60年代就已经开始研究自动着舰系统(ACLS)，并于80年代应用在F／A一18A舰载机的海上试验，取得了很好的效果，有效地减少了舰载机事故率。文献[1]中给出了1985年的飞行试验结果，91次飞行实验中，沿甲板离散误差仅有19英尺。随着美国成功应用ACLS，这项技术已经成为舰载机着舰领域中一个重要的研究课题。基金项目：国家自然基金(61104037)；国家科技合作专项项目(2013DFRl0030)；中央高校基金(HEUCF041307)收稿El期：2013—05—13修回日期

6、：2013—06—06自动着舰系统综合了飞行控制系统、油门控制系统、舰载SPN一42跟踪雷达及计算机系统，实现在航空母舰上全天候自动进近着舰。本文的重点针对引导律进行研究，国外研究引导律的文章中很多都提及了alpha—beta滤波器拉“。，但是却没有文章提供该滤波器的参数，所以国阿很多研究引导律文章中较少提到该滤波器，但是该滤波器在整个ACLS系统中起着重要的作用。本文结合仿真系统，对参数进行了设计分析，并且分析alpha—beta滤波器的作用。2自动着舰系统2．1自动着舰系统原理概述自动着舰系统的结构图如图1所示。由图1可知自动着舰系统工作原理：由海浪引起的航空母舰运动，进而改变理想着舰点位

7、置，着舰点位置的变化信号给到甲板补偿系统进行抵消，抵消后与雷达测量的飞机实际位置进行计算，算出最终误差，将误差信号给到alpha—be—ta滤波器，由滤波器对位置和位置的导数进行估计，将估计．--——121．--——万方数据图1自动着舰系统结构图的值送到PID控制器，由控制器产生控制指令，控制自动驾驶仪和进场动力补偿系统，使飞机在受到舰艉流的影响下可以按照指定下滑道进近着舰。在一般工作情况下，俯仰