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题目:大型飞机自动着陆控制方法研究

关键词:自动着陆;非线性系统;总能量控制;广义显式制导律;风干扰

  摘要


    随着航空技术的发展,大型客机的应用越来越广泛。在大型客机发展的过程中,着陆问题因其影响因素多,危险性高而受到普遍关注。当前为减轻飞行员压力,实现全自动驾驶,自动着陆问题成为探讨的热点。自动着陆控制律是自动着陆的核心,对着陆性能有着决定性的影响。本文主要探讨自动着陆的控制方法,设计控制律满足客机的着陆约束条件和精度要求。本文的主要研究内容如下:

1)建立飞机控制系统的非线性数学模型,得到纵向平面内的飞机运动方程组,检验飞机模型的稳定性。建立风场模型和地面效应模型。确定飞机着陆轨迹,明确着陆过程约束条件。

2)应用总能量控制法控制飞机自动着陆。利用总能量控制法的特点设计控制律,分别针对内环快速姿态运动回路和外环慢速质点运动回路设计合理的反馈,利用李雅普诺夫原理检验系统的稳定性。

3)应用广义显式制导律导引飞机自动着陆。由于广义显式制导律具有可以约束末速度方向的特点,将着陆过程分段,明确每段的末状态约束,确定指令的组成,实现贴近期望轨线导引到定点的需求。

4)对两种控制方法进行仿真。观察两种方法的控制效果,确定控制参数。在多种风干扰的情况对两种控制法进行蒙特卡洛仿真,检验其控制效果。进行拉偏测试检验系统的鲁棒性。分析地面效应对着陆的影响。

    仿真结果表明,本文的控制方法能够满足着陆的需求,在约束范围内达到需要的控制精度,具有一定的抗干扰的效果。文章将总能量控制与广义显式制导律应用到客机的自动着陆控制中,实现了较高精度的自动着陆,具有一定的参考价值。