论文摘要
控制系统综合是现代军用飞机的一个重要发展方向,国外在20世纪70年代初开始进行此项研究,迄今为止,已有很多技术进入现役。国内对综合控制技术的研究始于90年代,主要限于理论探讨和仿真研究。系统综合可以使多个系统之间有效的耦合和共享信息,提高飞机的整体作战能力。控制系统将向着综合化、自动化、智能化的方向发展,而攻击系统将向着高性能的无人武器平台方向发展,能够进行高效率的全自动攻击。飞控、推进等系统将成为一种一体化、智能化、综合了各种飞机控制能力的并与指挥、控制、传感、导航、攻击等系统高度综合的飞机运动控制系统。因此它的设计与控制问题是现代控制领域所面临的一大挑战。于是本文针对综合火力/飞行/推进控制系统及视景仿真问题进行了研究。论文主要研究工作如下:以某型机为背景采用高真实度仿真模型建立了综合控制仿真、设计平台,能够真实的模拟某型机的运动特性及综合系统之间关系。建立了较完善的外部仿真环境,包括飞机、飞行控制系统、飞机气动特性的动态描述,保证了结果具有较高的可应用性。根据某型飞机的线性模型,在分析了综合火力/飞行/推进系统之间的耦合关系的基础上,采用直接综合的方法,建立了综合火力/飞行/推进系统的动态数学模型。应用混合灵敏度H∞控制理论,给出了综合火力/飞行/推进系统控制器设计的一般步骤。基于所建立的综合火力/飞行/推进控制系统,设计了混合灵敏度H∞控制器,仿真结果表明所设计的控制器具有良好的稳定性、抗干扰能力。通过火控与飞机运动控制系统的综合,研究了实现自动攻击的方法,并设计了火飞推综合耦合器。针对上仰空地攻击方式设计了完整的机翼非水平（NWL,Non-Wing-Level）自动攻击算法。在综合控制仿真平台上实现了自动攻击系统（AMAS,AutomaticManeuvering Attack System）,以工程应用为目标设计了耦合控制律,完成了AMAS自动攻击仿真测试。仿真结果表明所设计的自动攻击算法正确有效,能够很好地完成所要求的机动空地攻击任务。针对目前仿真与试验研究中存在的问题,将可视化仿真与虚拟现实技术引入到飞控系统的设计与性能检验中。利用虚拟现实建模语言VRML以及MATLAB虚拟现实工具箱技术设计了三维动画仿真平台,在虚拟现实的环境下实现了新一代歼击机的眼镜蛇机动、赫布斯特机动的三维动画显示。通过生动的视觉效果验证了所设计的综合火力/飞行/推进控制系统能使新一代歼击机快速响应火力/飞行耦合器的指令,使瞄准偏差很快衰减到允许范围内,对目标实施攻击。
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标签：作战自动化论文; 火力论文; 飞行论文; 推进控制系统综合论文; 混合灵敏度控制论文; 自动攻击系统论文; 视景仿真论文;