全自動著艦縱向引導律優(yōu)化設計.pdf

1、航母/艦載機系統(tǒng)是當今海戰(zhàn)的核心力量，而艦載機著艦過程的安全性嚴重制約航母的戰(zhàn)斗力。本文主要研究了與自動著艦引導技術相關的飛行控制系統(tǒng)設計問題，針對算例機型完成了自動著艦控制律內、外回路，進場動力補償器，甲板運動補償環(huán)節(jié)的設計以及必要的仿真驗證工作。
　　本文首先建立了艦載機進場運動模型，航母運動模型，并根據(jù)美國軍標對艦尾流模型的描述建立了完整的艦尾流仿真模型。在此基礎上，參考F/A-18A飛機ACLS構型，利用算例艦載機的縱向小

2、擾動線性化模型構建了縱向ACLS，并對控制器參數(shù)進行了初步調校。其次，將經典控制理論與模糊控制原理相結合，完成對縱向自動著艦模糊控制系統(tǒng)（Fuzzy-ACLS）的設計，主要針對自動駕駛儀和 APCS這兩個機構設計模糊控制器，這需要確定控制器輸入、輸出，并制定實用的模糊規(guī)則庫和隸屬度函數(shù)。通過數(shù)值仿真比較傳統(tǒng)ACLS與Fuzzy-ACLS對控制指令的響應情況以考察Fuzzy-ACLS的性能。考慮到Fuzzy-ACLS的控制效果仍有不足，基

3、于遺傳算法基本原理，本文對縱向ACLS做了進一步優(yōu)化設計以增強其抵抗復雜氣流擾動的能力。針對艦尾流分量中3種隨機性分量，通過設計合理的適應度函數(shù)（即系統(tǒng)性能評價函數(shù)）對控制器參數(shù)進行尋優(yōu)，尋優(yōu)過程考慮了時頻域綜合約束指標，并創(chuàng)新地采用了時頻域綜合尋優(yōu)方法；對于艦尾流穩(wěn)態(tài)分量的抑制問題，嘗試在內回路加入高度變化率補償指令來實現(xiàn)。將參數(shù)尋優(yōu)和補償指令結合，實現(xiàn)了針對完整艦尾流分量的良好抑制，最后通過仿真驗證了系統(tǒng)在擾流中的綜合響應性能。最后