题目：大型运输机重装备空投的飞行控制问题研究

大型飞机工程是我国的重大科技专项，包括大型客机（C919）和大型军用运输机的研制。大型运输机是航空货运的重要力量，是抢险救灾、应对突发事件最有效的运输工具，是提高我军战略投送能力的核心。重装备空投是大型运输机的主要飞行任务之一，是重型武器装备运送和后勤物资补给的重要手段，难度大、风险高。随着重装空投技术向着大吨位、大机型以及可投放载荷多样化等方向不断发展，存在许多关键问题亟待解决。大型运输机重装备空投的飞行控制相关问题如下：1) 重装备空投具有被控对象模型时变非线性、不确定性大、动态特性突变、扰动作用强等特点，基于小扰动线性化模型的控制系统设计方法已无法满足要求，需要研究新的高效的飞行控制律设计方法，提高飞行控制系统的适应性能和鲁棒性能，保证空投安全性；2) 影响重装备空投过程的不确定因素多，需要采用有效方法分析重装备空投过程中各种不确定性参数对飞行控制系统性能的影响，分析影响飞行品质的主要不确定性参数，并利用不确定性分析结果，改进控制律，降低控制系统对于不确定性的灵敏度，改善飞行品质；3) 传统空投方式存在易受气候环境影响，高空投放落点精度差，运输机容易受到敌方地面防空火力威胁等问题，需要大力发展精确空投技术，解决空投高度和精度之间的矛盾，与之相应则需要研究精确空投任务规划问题，提高复杂战场环境下的空投精度。针对上述关键问题，本论文主要研究内容包括：建立正确反映重装备空投过程复杂动力学特性的非线性飞机模型；对不确定性大范围变化和突变的非线性对象设计自适应飞行控制律；分析不确定性对飞行控制系统性能的影响；精确空投任务规划。通过对上述问题的研究为我国大型运输机重装备空投应用提供方法和技术支持。主要创新性成果如下：1) 建立了变系数非线性重装备空投动力学和运动学模型，为空投飞行控制律设计、分析和验证奠定了基础，构建了包括模型库、算法库和数据库的运输机重装备空投仿真系统。2) 针对大型运输机重装备空投飞行控制问题的特点，提出了基于滑模干扰观测器的自适应反演控制方法，设计了运输机重装备空投飞行控制系统，改善了运输机重装备空投的飞行品质，提高了空投安全性。3) 提出了面向重装备空投过程的不确定性分析与随机鲁棒控制器参数优化设计方法，应用于重装备空投飞行控制系统的鲁棒性验证和鲁棒控制器参数优化设计，降低了控制系统对于不确定性的灵敏度，提高了空投安全性。4) 从实际空投任务出发，提出了分层递阶的精确空投任务规划问题求解框架，提出了基于改进A*算法的翼伞航迹规划方法，解决了精确空投的威胁回避和在线重规划问题。