大型客机连续下降运行和自动着陆控制技术9787121454981电子工业出版社
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作者李广文
出版社电子工业出版社
ISBN9787121454981
出版时间2023-05
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定价98元
货号9787121454981
上书时间2024-09-09
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作者简介
李广文博士，主要从事飞行控制理论及工程应用、飞行管理技术等方面的研究和教学工作，发表论文40余篇，参编专著3部、教材2部；主持工业和信息化部民机专项项目2项、航空科学基金3项，主持横向课题10余项。作为控制系统负责人设计完成HXZ小型舰载无人机飞行管理及自动控制系统，作为主要技术骨干参加了侦察机、电子干扰机、反潜机、运九运输机、预警机等多型特种飞机和AG600水陆两栖飞机自动飞行控制系统的设计工作，在大型飞机自动飞行控制系统、飞行管理系统引导技术研究方面具有丰富的工作经验。
目录
目 录
第1章 绪论1
1.1 连续下降进近3
1.1.1 飞机下降过程3
1.1.2 连续下降运行定义4
1.1.3 连续下降运行技术研究现状5
1.2 自动着陆控制技术7
1.2.1 自动着陆控制律设计研究现状9
1.2.2 着陆引导策略研究现状11
1.2.3 地面综合控制技术研究现状12
1.3 进近着陆过程中多导航传感器的信息融合技术研究现状14
1.3.1 数据预处理技术研究现状16
1.3.2 导航传感器管理策略研究现状18
1.3.3 导航传感器信息融合技术研究现状19
1.4 本书内容21
第2章 飞机下降性能数据库的建立及下降剖面设计23
2.1 概述23
2.2 下降性能计算模型的建立23
2.2.1 基本下降性能计算模型23
2.2.2 飞机下降性能边界的确定26
2.3 不同下降方式下的下降性能数据计算结果及影响因素分析26
2.3.1 等表速下降27
2.3.2 等马赫数下降28
2.3.3 先等马赫数再等表速下降29
2.4 很优下降性能数据库的建立31
2.5 传统下降剖面设计33
2.5.1 阶梯式下降程序设计33
2.5.2 仿真结果及分析37
2.6 基于高斯伪谱法的轨迹优化方法40
2.6.1 问题描述41
2.6.2 高斯伪谱法的基本原理41
2.6.3 四维连续下降运行航迹规划所需模型45
2.6.4 连续下降进近高度窗口计算55
2.6.5 连续下降进近约束条件与边界条件设计57
2.6.6 水平路径设计61
2.6.7 基于高斯伪谱法的四维连续下降航迹的垂直剖面规划算例63
本章小结69
第3章 大型客机CAT III A/B着陆导航传感器信息融合架构和导航传感器建模70
3.1 概述70
3.2 大型客机CAT III A/B着陆导航传感器信息融合架构70
3.3 满足大型客机CAT III A/B着陆的导航传感器建模71
3.3.1 GPS空间卫星模型72
3.3.2 GPS卫星接收机模型84
3.3.3 惯性导航系统的测量原理及误差模型88
3.3.4 大气数据系统的测量原理及误差模型90
3.3.5 仪表着陆系统的测量原理及误差模型91
3.4 地基增强系统建模92
3.4.1 卫星导航误差源92
3.4.2 飞机定位误差修正原理95
3.4.3 卫星导航误差分析与飞机定位误差修正仿真96
本章小结98
第4章 大型客机CAT III A/B着陆导航传感器信息融合技术99
4.1 概述99
4.2 时间配准算法99
4.2.1 基于内插外推法的时间配准99
4.2.2 基于最小二乘法的时间配准102
4.2.3 时间配准算法仿真验证104
4.3 空间配准算法107
4.3.1 基于地理坐标系的空间配准框架107
4.3.2 以地理坐标系为基准的坐标正解108
4.3.3 以地理坐标系为基准的坐标反解109
4.3.4 基于非线性最小二乘法的空间配准误差修正110
4.3.5 空间配准算法仿真验证111
4.4 导航传感器信号平滑算法113
4.4.1 基于最小二乘法的信号平滑113
4.4.2 信号平滑算法仿真验证114
4.5 基于联邦滤波的信息融合算法架构115
4.5.1 基于导航传感器误差特性的子滤波算法的选取116
4.5.2 联邦滤波器设计127
4.6 基于残差的模糊自适应信息分配策略133
4.6.1 基于移动时间窗口的残差计算方法134
4.6.2 基于模糊控制的信息分配策略137
4.6.3 信息分配策略仿真验证141
本章小结146
第5章 大型客机CAT III A/B着陆导航传感器管理策略147
5.1 概述147
5.2 基于测量一致性的完好性监控策略147
5.2.1 状态递推器构造方法148
5.2.2 基于残差卡方检验的导航传感器故障诊断算法150
5.2.3 基于残差序贯概率比检验的导航传感器故障诊断算法152
5.2.4 基于最小错误概率的阈值选取规则153
5.2.5 导航传感器完好性监控仿真算例157
5.3 卫星导航系统完好性监控160
5.3.1 基于奇偶矢量校验法的卫星导航系统完好性监控161
5.3.2 基于多历元累积奇偶矢量校验法的卫星导航系统完好性监控165
5.3.3 基于冗余观测信息的累积奇偶矢量校验法的卫星导航系统完好性监控166
本章小结170
第6章 大型客机CAT III A/B着陆导航传感器信息融合仿真验证171
6.1 概述171
6.2 大型客机CAT III A/B着陆导航传感器信息融合仿真验证系统架构及场景设置171
6.2.1 信息融合仿真验证系统架构171
6.2.2 信息融合仿真验证场景设置172
6.3 信息融合管理评估指标174
6.3.1 导航系统误差定义和要求174
6.3.2 大型客机CAT III A/B着陆导航性能指标要求175
6.4 基于协方差矩阵的位置不确定度计算方法及其仿真验证176
6.4.1 基于协方差矩阵的位置不确定度的计算方法176
6.4.2 基于协方差矩阵的位置不确定度计算方法的仿真验证179
6.5 飞行技术误差估计183
6.5.1 飞行技术误差估计方法183
6.5.2 飞行技术误差估计方法仿真验证185
本章小结187
第7章 符合RNP AR要求的垂直引导技术188
7.1 概述188
7.2 RNP AR对垂直引导的要求188
7.3 符合RNP AR要求的垂直引导律设计190
7.3.1 垂直引导参数计算190
7.3.2 固定下滑角引导192
7.3.3 固定下降率引导192
7.3.4 飞行路径引导193
7.3.5 慢车下降194
7.4 垂直航段过渡及捕获方法194
7.5 垂直引导模式转换逻辑196
7.6 模式转换时的瞬态抑制方法197
7.6.1 加入饱和环节和惯性环节的瞬态抑制方法198
7.6.2 增加淡化环节的瞬态抑制方法198
7.7 垂直引导律动态参数调整201
7.7.1 用于垂直引导律动态参数调整的算法202
7.7.2 垂直引导律动态参数调整的评价指标函数204
7.7.3 垂直引导律设计及偏差指标的选取204
7.8 符合RNP AR要求的垂直引导模式及其转换仿真算例207
7.8.1 4种垂直引导模式仿真算例207
7.8.2 慢车路径阶段垂直引导模式转换仿真算例217
本章小结222
第8章 GLS虚拟波束的生成和引导指令的计算223
8.1 概述223
8.2 GLS进近引导过程223
8.2.1 基于GLS的连续下降进近功能架构224
8.2.2 基于GLS的连续下降进近实施过程225
8.2.3 基于GLS的连续下降进近所需的数据库信息227
8.2.4 基于GLS的连续下降进近关键技术229
8.3 基于导航数据库信息生成GLS虚拟波束229
8.3.1 GLS精密进近区域229
8.3.2 GLS虚拟波束的生成230
8.4 基于空间几何关系的GLS波束偏差计算231
8.4.1 用来描述GLS虚拟波束的坐标系定义231
8.4.2 GLS虚拟波束水平偏差计算233
8.4.3 GLS虚拟波束垂直偏差计算234
8.5 GLS进近引导指令的计算235
8.5.1 水平引导指令的计算235
8.5.2 垂直引导指令的计算237
8.6 GLS的仿真验证238
8.6.1 GLS进近引导效果评估指标238
8.6.2 GLS进近引导仿真场景及参数设置240
8.6.3 GLS进近引导综合仿真验证241
本章小结244
第9章 基于自抗扰控制法的自动着陆控制律设计245
9.1 概述245
9.2 自抗扰控制原理245
9.2.1 跟踪微分器246
9.2.2 扩张状态观测器247
9.2.3 非线性状态误差反馈248
9.2.4 非线性函数fal函数的改进249
9.3 基于自抗扰控制法的自动着陆基本控制律结构253
9.4 俯仰角自抗扰控制器设计及其仿真结果分析253
9.4.1 俯仰角自抗扰控制器设计253
9.4.2 参数选取原则255
9.4.3 仿真结果分析256
9.5 滚转角自抗扰控制器设计及其仿真结果分析259
9.5.1 滚转角自抗扰控制器设计259
9.5.2 仿真结果分析260
9.6 自动油门自抗扰控制器设计及其仿真结果分析263
9.6.1 自动油门控制律设计263
9.6.2 仿真结果分析265
9.7 基于自抗扰控制法的外回路控制律设计265
9.7.1 垂直速度控制律265
9.7.2 高度控制/保持控制律266
9.7.3 航向保持控制律267
本章小结269
第10章 自动着陆引导策略270
10.1 概述270
10.2 自动进近着陆过程描述270
10.2.1 飞机自动进近着陆过程描述所需坐标系271
10.2.2 飞机六自由度模型的建立273
10.2.3 风场模型的建立274
10.2.4 着陆机场环境模型的建立280
10.3 CAT III着陆的适航要求和性能指标283
10.4 自动进近着陆引导律设计284
10.4.1 自动进近横侧向引导律285
10.4.2 自动进近纵向引导律286
10.4.3 自动进近引导参数计算288
10.4.4 拉平段控制291
10.4.5 仿真算例292
10.5 抗侧风策略300
10.5.1 偏航法301
10.5.2 侧滑法303
10.5.3 结合法306
10.6 风切变改出策略306
10.6.1 风切变下飞机安全性评价指标307
10.6.2 飞机遭遇风切变时的响应308
10.6.3 风切变区域纵向改出策略310
10.7 复飞决策311
本章小结313
第11章 着陆滑跑段地面综合控制技术314
11.1 概述314
11.2 着陆滑跑段地面综合控制仿真框架314
11.3 飞机着陆滑跑动力学模型的建立315
11.3.1 飞机受到的力和力矩316
11.3.2 飞机地面运动的动力学方程321
11.3.3 支持力的求解322
11.3.4 着陆滑跑运动仿真325
11.4 前轮偏转模型327
11.5 制动系统建模327
11.5.1 制动装置模型327
11.5.2 机轮模型327
11.5.3 结合力系数模型328
11.5.4 防滑制动控制329
11.6 滑跑综合纠偏控制333
11.6.1 前轮转向纠偏控制律334
11.6.2 方向舵纠偏控制律334
11.6.3 主轮差动制动纠偏控制律335
11.6.4 综合纠偏控制律336
11.6.5 综合纠偏控制仿真分析337
本章小结345
参考文献346
内容摘要
本书共11章，内容包括绪论、飞机下降性能数据库的建立及下降剖面设计、大型客机CAT III A/B着陆导航传感器信息融合架构和导航传感器建模、大型客机CAT III A/B着陆导航传感器信息融合技术、大型客机CAT III A/B着陆导航传感器管理策略、大型客机CAT III A/B着陆导航传感器信息融合仿真验证、符合RNP AR要求的垂直引导技术、GLS虚拟波束的生成和引导指令的计算、基于自抗扰控制法的自动着陆控制律设计、自动着陆引导策略和着陆滑跑段地面综合控制技术等连续下降运行和高等级自动着陆领域的前沿问题，对新一代自动飞行控制系统的研究具有参考价值。本书是作者团队从事自动飞行控制系统研究工作的总结，书中所阐述的理论方法基本上经过预研项目和实际工程型号验证，具有重要的理论意义和工程应用价值。本书可供从事飞行控制、飞行引导技术研究的工程技术人员和硕士/博士研究生参考使用。
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本书是作者团队从事自动飞行控制系统研究工作的总结，书中所阐述的理论方法基本上经过预研项目和实际工程型号验证，具有重要的理论意义和工程应用价值。本书可供从事飞行控制、飞行引导技术研究的工程技术人员和硕士/博士研究生参考使用。
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