仪表着舰系统的研究

论文摘要

本文是在已有的舰载飞机着舰导引系统研究成果的基础上,以保证着舰安全为核心,进一步研究了仪表着舰系统。全文主要内容如下:首先对舰载机远程返航进场着舰的飞行过程及操纵模态进行了研究,参考国外的资料,揭示了仪表着舰系统在整个过程中的地位和作用。接着分析了低动压着舰状态下自然飞机的物理特性,研究了飞机处于低动压Backside状态下的Backside控制策略和Frontside控制策略。其次对仪表着舰系统进行了开发研究。针对仪表着舰系统的目的和要求,构建了仪表着舰系统雷达数字稳定平台,并进行了仿真验证。接着完成了仪表着舰系统纵、侧向总体结构配置,建立了仪表着舰系统的运动学,相应地开发了飞行控制律及制导律,并在Matlab仿真环境中进行了仿真验证,同时指出了仪表着舰系统最终不稳定的原因。最后,对微波着舰系统进行了研究,重点研究了侧向微波着舰系统的轨迹自动生成的方法,并详细地设计开发相应制导律。本文对我国进行开展仪表着舰系统的理论研究及工程实现有实际的意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 航空母舰与舰载机发展
• 1.1.2 仪表着舰系统
• 1.1.3 微波着陆系统
• 1.2 研究内容
• 1.2.1 舰载机远程返航进场着舰飞行过程
• 1.2.2 着舰时飞行员控制策略
• 1.2.3 仪表着舰系统
• 1.2.4 微波着舰系统
• 1.2.5 雷达数字稳定平台
• 1.3 本文主要研究成果和创新点
• 第二章 舰载机远程返航进场着舰飞行过程及操纵方式
• 2.1 引言
• 2.2 概述
• 2.3 返航进场着舰模式Ⅰ——目视进场及目视着舰
• 2.3.1 模式I 的工作条件
• 2.3.2 模式I 飞行航线描述
• 2.3.3 F/A-18 飞机目视着舰路线
• 2.4 返航进场着舰模式Ⅱ——仪表着舰系统（ICLS）进场及目视着舰
• 2.4.1 模式Ⅱ的工作条件
• 2.4.2 模式Ⅱ飞行路线描述
• 2.5 返航进场着舰模式Ⅲ——仪表着舰系统（ICLS）进场及全天候着舰引导系统（AWCLS）着舰
• 2.5.1 模式Ⅲ的工作条件
• 2.5.2 模式Ⅲ飞行路线描述
• 2.5.3 模式Ⅲ中的马歇尔等待路线
• 2.5.4 模式Ⅲ中的ICLS 进场
• 2.5.5 模式Ⅲ中的AWCLS 着舰
• 2.6 仪表着舰系统（ICLS）在飞机进场及着舰过程中的作用
• 2.7 小结
• 第三章 着舰时飞行员控制策略的研究
• 3.1 引言
• 3.2 低动压状态自然飞机工作特性
• 3.2.1 飞机航迹倾斜角对姿态角的响应特性
• 3.2.2 飞机航迹倾斜角对推力的响应特性
• 3.2.3 两个重要结论
• 3.3 Backside 状态下Backside 控制策略
• 3.4 Backside 状态下Frontside 控制策略研究
• 3.5 Backside 技术的应用
• 3.6 小结
• 第四章 仪表着舰系统及雷达数字稳定平台
• 4.1 引言
• 4.2 概述
• 4.3 ICLS 的舰载系统
• 4.4 ICLS 的机载系统
• 4.5 雷达数字稳定平台的建立
• 4.5.1 雷达测量坐标系转换至甲板坐标测量系
• dX_dY_dZ_d转换至甲板稳定坐标测量系O_dX_SY_SZ_S'>4.5.2 由甲板坐标测量系O_dX_dY_dZ_d转换至甲板稳定坐标测量系O_dX_SY_SZ_S
• 4.6 仪表着舰系统数字稳定平台的仿真验证
• 4.6.1 甲板运动数学模型
• 4.6.2 数字稳定平台的仿真验证
• 4.7 具有数字稳定平台的仪表着舰引导系统
• 4.8 小结
• 第五章 仪表着舰系统纵向引导系统设计
• 5.1 引言
• long 工作原理及结构'>5.2 ICLS|_long工作原理及结构
• 5.2.1 下滑制导律
• 5.2.2 飞控系统的控制律
• 5.2.3 保持迎角恒定的动力补偿发动机油门控制律
• 5.2.4 飞机动力学
• 5.2.5 纵向下滑引导运动学环节
• θ,APC )'>5.3 具有动力补偿的飞控系统(FCS|_θ,APC)
• 5.3.1 动力补偿系统（APC）
• 5.3.2 保持速度恒定的动力补偿
• 5.3.3 保持迎角恒定的动力补偿系统
• 5.3.4 具有迎角恒定的动力补偿的姿态飞控系统性能
• long 设计及仿真验证'>5.4 纵向仪表着舰系统ICLS|_long设计及仿真验证
• 5.5 小结
• 第六章 仪表着舰系统侧向引导系统设计
• 6.1 引言
• lat 工作原理及结构'>6.2 ICLS|_lat工作原理及结构
• lat 的运动学'>6.3 ICLS|_lat的运动学
• lat 的控制律设计'>6.4 侧向飞控系统FCS|_lat的控制律设计
• 6.4.1 副翼舵通道控制律设计
• 6.4.2 方向舵通道控制律设计
• lat 系统仿真验证'>6.5 ICLS|_lat系统仿真验证
• 6.6 小结
• 第七章 微波着陆及着舰系统
• 7.1 引言
• 7.2 MLS 工作原理
• 7.2.1 MLS 的进场区
• 7.2.2 ILS 和MLS 两系统的比较
• 7.2.3 ILS 与MLS 扫描波束使用的频段的比较
• 7.2.4 飞机的进场
• 7.2.5 方位角和仰角测量原理
• 7.3 机动式微波着陆/着舰系统（MMLS）
• 7.4 MLS 自动着陆/着舰系统航迹生成设计
• 7.4.1 MLS 进场路线
• 7.4.2 单转弯截获中心线的轨迹制导律
• 7.5 MLS 侧向自动着陆/着舰轨迹跟踪制导的设计与仿真验证
• 7.6 小结
• 第八章 仪表着舰系统实时化应用程序的开发及可视化演示
• 8.1 仪表着舰系统结构配置
• 8.1.1 仪表着舰系统纵向结构配置
• 8.1.2 仪表着舰系统侧向结构配置
• 8.2 系统离散化及仿真验证
• 8.3 基于C＋＋语言的实时仿真程序开发
• 8.3.1 仿真模块的设计与实现
• 8.3.2 精确定时的实现
• 8.3.3 实时化仿真程序流程
• 8.3.4 实时化仿真程序结果
• 8.4 仪表着舰演示系统开发
• 8.4.1 实时演示多线程技术
• 8.4.2 可视化演示系统界面简介
• 8.5 小结
• 第九章 总结与展望
• 9.1 总结
• 9.2 后续研究工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要研究成果