题目：综合控制系统与自主近距格斗技术研究

飞机综合控制技术是现代航空技术的关键技术之一。本文对无人作战飞机的综合控制系统总体结构、飞机运动的控制以及近距格斗自主决策进行了较为系统的研究。本文提出了按照任务控制－运动学控制－动力学控制－被控对象划分的综合控制系统多层递阶结构。在飞行任务剖面的不同阶段，战术任务都对飞机的运动提出需求，由相应的控制器实现。而合外力与合外力矩是改变飞机运动状态的动力，控制飞机运动的关键是根据期望运动解算出期望的外部作用，并协调控制各操纵量。根据大系统理论的递阶思想，任务、运动、动力和对象构成了综合控制系统的层次体系，从而形成了多层递阶的综合控制系统结构。非端点飞行任务对飞机的运动可归纳为机身指向、速度矢量和机动动作三种形式的需求。对于机身指向的控制，提出了基于期望特性配置和逆动力学的方案，由期望特性解算得到姿态角二阶导数指令，由刚体转动的逆动力学解算得到力矩指令；对于速度矢量的控制，给出了基于质心运动物理本质的方案，以速度矢量的微分方程为基础生成气流角指令和推力指令，以气流角的微分方程为基础生成力矩指令；对于机动动作的控制，针对各种机动动作给出了控制方案，使用定性与定量结合的方法对机动动作进行描述，依据不同动作的战术内涵和几何形态为每种机动动作分别设计了动作指令生成器。仿真结果表明，所设计的控制器能有效地实现对这三种运动形式的控制。在近距格斗自主决策的研究中，本文采用试探机动方法，试探机动选用战术机动动作，提出了近距格斗自主决策方案及其实现措施。(1) 使用带有参数描述的典型近距格斗动作作为试探机动，这些动作具有鲜明的战术意义，符合空战实际情况，为保证决策的合理性提供了必要条件；(2) 以机动动作的控制回路为依据，建立气流角拟配模型和内回路预测模型，从而构造了本机机动动作的预测模型，解决了试探机动的复杂性和多样性给预测造成的困难；(3) 采用多项式拟合对敌机进行预测，通过仿真对比，确定了拟合的数据点数和最高幂次；(4) 在战术过程评价中，建立了战术状态优势函数的模型，用于描述每个时刻的战术态势，提出了逐级淘汰的战术过程评价方法，充分利用预测所得到的未来战术过程全面信息，使得评价的结果更合理；(5) 提出了决策触发机制，根据实际战场态势来确定决策时机，能适应战场态势的快速变化，及时发现并纠正不良决策，增强了决策系统的应变能力。自主决策功能与机动动作控制功能共同构成了近距格斗模态下多层递阶结构的综合控制系统。仿真结果表明，决策触发机制有效，战术过程评价合理，综合控制系统能实现自主近距格斗功能。