舰载机自动着舰控制系统设计与仿真

为了进一步提高着舰精度,针对具有舰尾流扰动、参数不确定以及非线性干扰的着舰控制问题,设计L1自适应增广控制器.该控制器具有分段连续自适应律,用于补偿着舰纵向内回路中存在的舰尾流干扰和不确定性的不利影响.将其应用到舰载机自动着舰纵向控制系统.仿真结果表明:L1自适应控制器能够处理参数不确定性等不利情况,并且具有抑制稳态尾流的能力,实现了自动着舰轨迹精确跟踪控制.     

舰载机进舰过程舰尾流仿真建模

复杂的海洋大气环境会导致舰船在航行过程中产生舰尾流,为保证飞机安全着舰,对舰载机进舰过程舰尾流进行仿真建模。分析舰船在航行过程中产生的舰尾流,结合美军标中关于舰尾流的相关说明,通过对其各个分量建模并进行模拟,建立较完整的舰尾流扰流模型。通过计算机仿真,得出总的舰尾流在水平方向和垂直方向产生的扰动速度。该研究可为后续舰载飞机着舰控制系统的设计提供参考。     

基于改进动态逆的纵向着舰控制律设计

：针对舰尾气流和甲板运动影响着舰精度的问题,提出一种基于自适应动态逆的纵向着舰控制律设计方法。 建立舰载机模型、舰尾流和甲板运动模型,基于自适应动态逆控制设计纵向自动驾驶仪,并在Lyapunov 稳定意义下 证明了控制器的稳定性;设计着舰导引律和迎角恒定的动力补偿器;采用Monte Carlo 模拟方法对建立的自动着舰控 制系统进行仿真验证。仿真结果表明：该自动着舰控制律具有更好鲁棒性,能够削弱舰尾流和甲板运动的影响,提 高了着舰的精度。     

单目机器视觉导引的无人机自动着舰方案设计与仿真

介绍舰载无人机的发展现状和机器视觉的概念及其导引原理。提出了一种基于单目机器视觉导引的无人机自动着舰方案。在考虑舰艇摇摆的情况下,对无人机自动着舰过程进行了仿真。     

无人机自动着舰方案研究

介绍了无人机的概念、结构组成以及舰载无人机的发展背景及现状，提出了一种无人机自动着舰的方案，包括航迹设计、无人机的导航与控制方法以及最后的着舰回收方式，其中还考虑到了着舰过程中的舰艇摇摆问题，指出了自动着舰技术在舰载无人机的发展中所处的重要地位。     

舰载机纵向自动着舰控制系统设计

LQG/LTR是一种现代多变量频域设计方法,它以良好的鲁棒性能和解耦特性得到广泛应用。文中讨论了舰载机纵向自动着陆控制系统的控制规律、引导控制律的设计方法,并用LQG/LTR方法设计着舰控制系统的控制律。在考虑大气干扰、舰尾流和甲板运动的条件下,以某飞机为例,对其纵向自动着舰控制系统进行分析、设计与仿真,结果表明采用LQG/LTR方法设计的控制器具有较好的鲁棒性,并且具有良好的效果。     

分享舰载机成功着舰的喜悦——中国迈向航母时代

2012年实在是个值得庆贺的年份。 9月25日,中国第一艘航母——“辽宁”舰成功交接入列,中国百年航母梦成为现实。     

基于模糊控制的舰载机着舰指挥官引导系统建模

为保证航母舰载机着舰安全性,提出了一种基于模糊控制的舰载机着舰指挥官（LandingSignalOfficer,LSO）引导决策系统建模方法。通过分析舰载机着舰过程安全影响因素,明确飞行状态变化量,总结LSO引导决策特点,针对LSO自身特点和工作原理,结合模糊控制理论,分别设计舰载机着舰指挥官横纵向回路模糊控制规则,建立LSO横纵向回路控制模型,评价指令优先级,最终完成LSO着舰引导综合决策系统模型的建立。数值仿真结果表明,利用模糊控制原理建立的LSO综合着舰引导模型,输出指令符合真实情况下着舰指挥官的实际操作指令,为舰载机着舰安全性的提高提供了帮助。     

微观航母之着舰指挥官与自动着舰系统

正斜角甲板与光学助降系统出现之前,着舰指挥官(或译作"着舰信号官",Landing Signal Officer,LSO)一直都是航母甲板上扎眼的角色。他们衣着古怪,或是荧光艳丽的工作服,或是太平洋炎热战场下的赤膊上阵;他们站在舰艉,向准备着舰的飞机挥舞着网球拍似的信号板,或是旗语信号,或是模仿飞机的姿态。他们颇具个人特色的指挥引导技艺,不仅保证了航母舰载机回收作业顺畅,更是默默地一次次拯救着飞行员的生命,特别是在海上的夜暗、能见度不良的条件下。     

基于增量动态逆的无人机着舰控制方法

针对舰载无人机着舰过程中的甲板运动、舰尾流等问题,提出一种基于舰机相对运动的舰载无人机增量动态逆着舰控制方法。在舰机相对运动和相应几何关系的基础上,推导出甲板运动情况下的相对下滑角与绝对下滑角之间的数学关系,从而实现对理想着舰轨迹线的精确跟踪;设计增量动态逆控制律,在充分利用测量信息的基础上摆脱对模型精度的过度依赖,在保证跟踪精度的同时能够有效降低计算负荷。仿真结果表明：该方法能够精确跟踪理想着舰轨迹,有效降低甲板运动对着舰精度的影响,同时设计的增量动态逆控制器具有较强的鲁棒性。     

基于H∞控制的侧向自动着舰导引系统设计

基于H∞控制的侧向自动着舰导引系统,是将经典控制中的性能指标转化为对H∞控制中的权阵选择.根据侧向着舰导引系统侧滑角为零且具有抑制侧风的要求,H∞控制综合设计采用包括增量线性化动力学模型、反馈控制器和权阵系数选择的增广对象模型.同时导出了权阵的选择准则.通过对所设计的F14飞机的侧向自动着舰导引系统仿真表明,该设计能满足着舰要求,能有效地抑制了侧风的影响,具有良好的鲁棒性能.     

基于BP 神经网络的舰载机着舰信号融合方法

为了提供精度更高的方位角偏差信息,更好地辅助飞行员着舰或者实现舰载机自主着舰,采用BP神经网络的方法,将电子着舰系统（Automatic Carrier Landing System,ACLS）和光学助降系统（Optical Landing System,OLS）提供的方位仰角偏差信号进行信息融合,使融合结果更加逼近期望输出值,提高数据的可信度。仿真结果表明,该方法能有效提高方位仰角偏差信号的精度。     

基于TECS/H_∞的无人机自动着舰技术研究

针对无人机自动着舰,运用总能量控制(TECS)的思想建立了无人机自动着舰系统,设计了H∞输出反馈控制器,H∞控制综合设计采用包括增量线性化动力学模型、反馈控制器和权阵系数选择的增广对象模型。为了实现对移动目标的跟踪,引入了一种新的着舰导引控制算法。通过对所设计的"先锋"无人机自动着舰导引系统仿真表明,该设计能满足着舰要求,能有效地抑制风干扰的影响,具有良好的鲁棒性能。     

飞机着舰轨迹稳定性及飞行员操纵策略研究

针对舰载机着舰时操纵性下降等问题,通过对飞机受力分析及动态仿真,得到着舰条件下保持飞机轨迹稳定性的方法,并对飞行员控制飞机着舰的操纵策略进行了探索。以 F/A-18舰载机为例,结合小扰动方程,分析了飞机在下滑时仅操纵升降舵无法跟踪航迹的原因,分析飞机各参数对升降舵及油门杆的跟踪响应情况,给出了着舰时飞行员消除高度误差操纵策略,并运用 Matlab/Simink 软件仿真了飞机在低动压下的纵向响应特性。仿真结果表明,利用操纵油门杆来消除下滑时的高度误差的操纵策略是可行有效的。     

基于H∞混合灵敏度的着舰飞控系统

为提高舰载飞机在着舰状态下的操纵性能,增强着舰飞控系统对不确定性的鲁棒性,设计基于混合灵敏度理论的着舰飞行／推力综合控制系统。该系统以空速和航迹角为被控变量,通过选择加权函数使控制系统设计转化为混合灵敏度问题,并编制Matlab程序求解控制器。针对控制器阶次较高的问题,采用主导极点法进行降阶,以降阶控制器和被控对象组成控制系统进行仿真。分析表明,航迹角传递函数的带宽满足设计要求,而且实现了航迹角和空速之间的解耦,对气动系数的不确定性具有一定的鲁棒性。     

基于模糊自整定PID的着舰引导控制器设计

针对着舰引导控制的精确性和自适应性要求,设计了模糊自整定PID引导控制器,并构造了纵向内外环的数学模型,通过对比仿真实验,观察到模糊自整定PID引导控制器能更好地跟踪甲板运动、抑制气流干扰和实现变轨机动,系统的鲁棒性和稳态精度得到了提高,飞机纵向着舰的精度满足着舰规范。     

航母舰载机的技术要求

喷气机上航母最困难现代航母、舰载机的研制难度主要体现在哪些方面?首要的是解决喷气式舰载机的起降技术。在此先提一个问题:若以水平的方式在航母上起降,读者朋友认为哪一代固定翼舰载机的起降性能最好,哪一代最差?(A)第一次世界大战时的舰载机;(B)第二次世界大战时的舰载机:(C)朝鲜战争时的舰载机;(D)越南战争时的舰载机;(E)海湾战争时的舰载机;(F)21世纪初的舰载机。     

基于滑模变结构的无人直升机着舰控制研究

针对无人直升机着舰的特殊性,克服系统摄动、未建模动态及大气紊流的影响,提高舰载无人直升机着 舰的安全性和精度,基于滑模控制的方法分别设计了着舰控制系统的轨迹跟踪控制律和姿态控制律。采用基于输出 有界的twisting 控制器,通过轨迹跟踪算法保证生成有界的期望姿态角和总距;姿态部分采用小扰动线性化后的姿 态回路控制方程,设计了模型参考自适应滑模控制器,通过自适应项抵消外界干扰造成的误差,利用Lyapunov 稳定 性理论证明了系统的稳定性和跟踪误差收敛;通过仿真进行了实验验证。验证结果表明：所设计的控制器能够满足 无人直升机抗扰动和模型参数摄动的要求,并且设计方法简单,鲁棒性强,易于工程实现。     

基于美军两栖攻击舰的舰载反潜直升机离舰与着舰技术

基于美军两栖攻击舰舰载反潜直升机收放过程的技术发展趋势,对其相关方案和流程进行分析,围绕美军两栖攻击舰的收放过程技术展开,研究LHA和LHD两种类型两栖攻击舰的舰载直升机离舰起飞、登舰回收以及应急回收登舰的多项方案,挖掘美军舰载反潜直升机自主适用性技术,提炼出离舰起飞、回收、应急回收方法与航线。研究结果表明：“美军舰载直升机离舰起飞方案Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ”在100 000架次的离舰仿真,无论飞行条件是目视飞行天气条件下,还是仪表飞行天气条件下,离舰起飞故障率均能控制在10■以下,事故平均发生率基本为5■;“美军舰载直升机回收方案Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ”在100 000架次的离舰仿真,回收过程故障率均能控制在25■以下;其中回收方案Ⅰ回收过程故障率均能控制在5■以,回收方案Ⅱ回收过程故障率均能控制在15■以下,回收方案Ⅲ回收过程故障率均能控制在20■以下;应急回收方案回收过程故障率均能控制在25■以下。     

国外两栖舰船与短距/垂直起降飞机的舰机适配性分析

为提升我国两栖攻击舰远程攻击能力,对国外舰机适配性进行分析。分析国外短距/垂直起降飞机 (short/vertical takeoff and landing,SVTOL)的技术现状,从舰船总体设计角度开展舰机适配性分析并提出关键技术, 结合美国、日本、意大利的大型两栖舰船具体分析舰载机上舰的改装工程。结果表明,该分析可为国内相关领域科 研生产提供参考。