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题目:飞行控制系统实时仿真与控制律确认方法研究

关键词:xPC目标;反射内存网;确认;线性分式变换;结构奇异值分析

  摘要

本论文主要研究了飞行控制系统设计与实时仿真平台的构建以及飞行控制律的确认方法。在该仿真平台上对某型战斗机横侧向控制系统的控制律进行修改,并对修改好的飞行控制律进行了确认。本论文搭建的实时仿真平台基于xPC Target与反射内存网技术,采用混合实时网络的分布式仿真,有利于高效的飞行控制律的设计、验证及评价。飞控系统闭环中的各分系统节点作为xPC目标机,采用反射内存网连接,确保实时性。控制律节点采用宿主机/目标机方式,在宿主机的MATLABSimulink中进行控制律的设计与调参,通过网络下载到目标机中进行实时仿真。控制台与系统中各计算机通过以太网连接,进行仿真的调度管理。平台网络通信方案的设计使各个子系统无缝地互连在一起进行仿真运行。另外,论文给出了一个某型号战斗机横侧向飞行控制系统控制律设计及仿真的实例,仿真实验结果验证了平台正确性、高效性与实时性。飞机为非线性多输入多输出的复杂系统,而且飞机的模型及飞行过程中的一些参数均存在着不确定性。而飞机控制器的设计却往往是在离散点上基于线性方法和某一特定的动力学模型的。因此,飞行控制律的确认是飞行控制律设计过程中的重要环节之一。本论文针对某型战斗机的横侧向控制系统,分别用黑箱法和有理分式法建立了线性分式变换模型,采用结构奇异值(μ)分析的方法对两种LFT模型进行了飞行控制律的确认,并用特征根分析的方法找出系统在哪种参数组合下的稳定性最差。最后,论文对前面设计的横侧向控制律进行了确认,证实了本文所建立的两种LFT模型的正确性及文中所采用的飞行控制律确认方法的可行性和有效性。