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舰载机自动着舰控制系统是现代航空母舰/舰载机系统中的关键技术,这是因为在舰载机着舰下滑飞行过程中,要求着舰控制系统要对飞行轨迹具备高精度的控制能力,使舰载机能够准确地按照理想下滑轨迹着舰,以达到安全着舰的目的。本文对舰载机自动着舰控制系统进行设计,分析该系统在舰载机着舰下滑阶段的控制作用,并针对其纵向导引控制律进行改进。
首先,根据飞行力学和空气动力学的相关知识,在速度坐标系下,对处于飞行状态的舰载机进行了受力分析,建立了舰载机的纵向小扰动状态方程,并对它的固有特性进行分析。讨论了舰尾流的成因,并在此基础上对其进行仿真分析。
在阅读大量文献的基础上,参照实际的舰载机自动着舰控制系统的结构,通过由内而外的顺序对飞行控制系统和推力控制系统进行设计,并对相应的反馈参数进行选择,为使所设计的控制系统准确地控制舰载机在下滑着舰时的姿态角,在对飞行控制系统和推力控制系统设计的基础上讨论了纵向导引控制律和甲板运动补偿环节,完成了控制系统的整体设计,对全部的着舰过程进行闭环仿真。
通过对一般的舰载机自动着舰控制系统的特点进行分析,根据模糊控制对常规PID控制器进行在线调整参数的能力,对纵向导引控制律进行了改进,引入模糊控制理论,与常规的PID控制器相结合,组成模糊PID控制器。通过仿真,结合着舰试验,说明了模糊PID比常规PID更能有效地改善着舰控制系统的品质,减小着舰误差。