直升机飞行控制律设计

图书标准信息

• 作者 卢京潮 著
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2020-11
• 版次 1
• ISBN 9787121398360
• 定价 79.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 页数 356页

【内容简介】

本书较系统、全面地介绍了在不同任务环境下，直升机飞行控制系统各通道飞行控制律的全包线综合设计方法。本书分为10章，在建立直升机系统数学模型的基础上，首先设计直升机增稳和控制增稳系统，使飞机满足品质指标要求；其次研究直升机在执行不同任务（包括导航、自动着舰、悬吊、吊放和拖曳等作业）时涉及的控制律设计问题，给出有效的参考控制方案和设计方法；最后探讨综合运用鲁棒、模糊和滑模等现代控制方法设计直升机飞行控制系统，为高性能飞行控制系统设计进行有益的探索。     本书可作为飞行控制专业本科生、研究生、相关专业的研究人员、工程师和工程技术人员的参考书。

【作者简介】

卢京潮，博士，教授。1982年8月D1988年12月，任西北工业大学自动化学院助教；1988年12月D1992年12月，任西北工业大学自动化学院讲师；1992年12月D1998年12月，任西北工业大学自动化学院副教授；1998年12月D至今，任西北工业大学自动化学院教授。

【目录】

目    录
第1章  绪论1
1．1  研究背景1
1．2  主要设计方法2
1．2．1  自适应控制及反演设计方法2
1．2．2  鲁棒控制理论3
1．2．3  变结构控制理论4
1．2．4  神经网络和模糊控制理论4
1．3  存在的问题及本书研究的思路5
1．4  本书内容安排6
参考文献7
第2章  直升机控制系统建模11
2．1  坐标系及运动参量11
2．1．1  常用坐标系11
2．1．2  直升机飞行状态参数12
2．2  直升机全量运动方程13
2．3  直升机小扰动线性化方程15
2．3．1  小扰动线性化方程15
2．3．2  直升机小扰动运动方程的建立15
2．4  直升机开环特性分析18
2．5  直升机控制系统模型20
2．5．1  执行机构模型20
2．5．2  控制系统模型21
2．6  直升机全包线模型22
本章小结26
参考文献27
第3章  增稳控制律设计28
3．1  增稳控制系统设计要求及控制律设计方法28
3．1．1  增稳控制系统设计要求28
3．1．2  控制律设计方法29
3．2  纵向系统控制律设计31
3．2．1  纵向控制系统描述31
3．2．2  俯仰稳定控制律设计32
3．2．3  速度稳定控制律设计36
3．2．4  高度稳定控制律设计39
3．3  横侧向系统控制律设计43
3．3．1  横侧向控制系统描述43
3．3．2  倾斜稳定控制律设计45
3．3．3  航向稳定控制律设计47
3．4  协调转弯控制律设计50
3．5  悬停控制律设计54
3．5．1  俯仰通道控制参数设计54
3．5．2  倾斜通道控制参数设计56
3．5．3  航向通道控制参数设计57
3．5．4  速度通道控制参数设计59
3．5．5  高度通道控制参数设计64
本章小结66
参考文献66
第4章  控制增稳系统设计68
4．1  增稳控制系统性能检验68
4．1．1  带宽与延迟时间68
4．1．2  阻尼比72
4．1．3  快捷性75
4．1．4  操纵功效77
4．1．5  总距操纵80
4．1．6  轴间耦合82
4．2  控制增稳系统设计85
4．2．1  前馈控制器设计85
4．2．2  解耦控制器设计92
本章小结96
参考文献96
第5章  导航控制律设计98
5．1  引言98
5．1．1  直升机导航控制基本原理98
5．1．2  直升机常用导航设备99
5．2  导航坐标系的建立和导航参数计算100
5．2．1  地球模型和地球坐标系100
5．2．2  大圆航线及其导航参数的计算102
5．2．3  等角航线及其导航参数的计算104
5．2．4  平面直角坐标系及其导航参数的计算107
5．3  水平导航109
5．3．1  直线段水平导航控制110
5．3．2  圆弧航段的导航控制111
5．3．3  水平导航算例114
5．4  水平导航中过渡路径构建和航段的切换策略119
5．4．1  切线转弯过渡路径的构建119
5．4．2  过点转弯过渡路径的构建121
5．4．3  航段切换策略124
5．4．4  航路点切换仿真126
5．5  垂直导航127
5．5．1  垂直导航参数计算128
5．5．2  垂直导航控制律129
5．5．3  垂直引导仿真130
5．6  三维导航控制律设计131
5．6．1  直升机偏离航线后期望高度的确定131
5．6．2  三维导航控制仿真133
本章小结136
参考文献136
第6章  自动着舰控制律设计137
6．1  舰载直升机进舰着舰环境研究137
6．1．1  舰船海上运动模型137
6．1．2  舰船运动对着舰点高度的影响141
6．1．3  舰尾流模型142
6．2  直升机进舰过程控制147
6．2．1  定点悬停控制148
6．2．2  舰尾流扰动抑制152
6．2．3  直升机进舰过程仿真156
6．3  直升机着舰过程控制158
6．3．1  舰船运动跟踪控制158
6．3．2  着舰时机决策165
6．3．3  直升机自动着舰过程仿真168
本章小结170
参考文献170
第7章  悬吊控制律设计173
7．1  缆绳坐标系173
7．2  悬吊直升机建模174
7．3  缆绳-悬吊物系统建模及分析176
7．3．1  缆绳-悬吊物系统配平计算176
7．3．2  转弯飞行稳态平衡条件178
7．3．3  悬吊系统仿真分析180
7．4  直升机悬吊系统建模182
7．4．1  直升机牵连运动182
7．4．2  直升机悬吊系统模型建立183
7．4．3  直升机悬吊系统模型分析183
7．5  悬吊直升机增稳控制律设计186
7．6  缆位角稳定控制189
7．6．1  输入整形控制189
7．6．2  缆位角反馈控制193
7．6．3  缆位角振荡抑制综合仿真196
7．7  悬吊定位控制196
7．7．1  定位计算方法197
7．7．2  直升机位置控制198
7．8  综合仿真验证200
本章小结202
参考文献203
第8章  吊放控制律设计204
8．1  自动过渡悬停指令设计204
8．1．1  地速较大时自动过渡指令的设计205
8．1．2  高度较大时自动过渡指令的设计209
8．1．3  自动过渡悬停仿真验证212
8．2  缆位控制律设计214
8．2．1  缆位控制原理214
8．2．2  缆绳模型建立215
8．2．3  缆位控制律设计216
8．2．4  缆位控制律的仿真验证221
8．3  缆高控制223
8．3．1  卡尔曼滤波器设计224
8．3．2  调参滤波器设计225
8．3．3  调参滤波器检验228
8．3．4  缆高控制律的仿真验证230
本章小结231
参考文献231

第9章  拖曳控制律设计233
9．1  拖曳系统模型及其特性分析233
9．1．1  缆绳系统模型233
9．1．2  缆绳系统的稳态响应234
9．1．3  洋流对缆绳系统的影响及控制策略237
9．1．4  海风对缆绳系统的影响及控制策略241
9．2  直升机拖曳系统建模242
9．2．1  直升机模型242
9．2．2  直升机拖曳系统模型242
9．3  直升机拖曳系统控制律设计243
9．3．1  增稳控制律参数调整243
9．3．2  缆位角反馈控制参数设计244
9．3．3  直升机拖曳系统控制律检验245
9．4  拖曳路径规划及实现246
9．4．1  被拖曳体航迹控制247
9．4．2  在洋流和定常风环境下的直航轨迹实现248
9．4．3  在洋流和定常风环境下的搜扫航迹规划及实现253
9．5  海浪运动及缆绳拉力的扰动抑制257
9．5．1  海浪影响下被拖曳体的升沉运动257
9．5．2  缆绳拉力扰动抑制264
本章小结269
参考文献270
第10章  模糊滑模控制272
10．1  滑模控制系统设计272
10．1．1  滑模控制原理272
10．1．2  滑模控制系统的抖振抑制273
10．1．3  仿真算例277
10．2  基于滑模观测器的控制系统设计281
10．2．1  问题描述282
10．2．2  滑模观测器设计283
10．2．3  仿真算例285
10．3  输出反馈滑模控制器设计289
10．3．1  设计输出反馈滑模控制系统的条件290
10．3．2  输出反馈条件下的滑模面及等效控制律设计290
10．3．3  输出反馈条件下的趋近控制律设计291
10．3．4  模型跟踪滑模控制律设计291
10．4  直升机纵向系统模糊滑模控制律设计295
10．4．1  系统描述295
10．4．2  等效控制律设计296
10．4．3  滑模面及趋近控制律设计298
10．4．4  系统检验299
10．5  直升机横侧向系统模糊滑模控制律设计300
10．5．1  系统描述300
10．5．2  等效控制律设计301
10．5．3  滑模面及趋近控制律设计304
10．5．4  仿真验证306
本章小结309
参考文献310
附录A  直升机飞行品质规范（ADS-33E）简介311
附录B  拖缆系统建模319
附录C  海浪建模及海浪滤波333