多操縱面飛機控制分配理論與套用

《多操縱面飛機控制分配理論與套用》是2017年國防工業出版社出版的圖書，作者是史靜平、屈曉波。

基本介紹

• 中文名：多操縱面飛機控制分配理論與套用
• 作者：史靜平、屈曉波
• 出版社：國防工業出版社
• 出版時間：2017年9月
• 頁數：281 頁
• 定價：88 元
• 開本：16 開
• 裝幀：精裝
• ISBN：9787118112467

內容簡介

《多操縱面飛機控制分配理論與套用》所講述的內容：多操縱面飛機控制分配理論，正是用於解決這一工程問題的基本理論，是作者及所在課題組人員近10年來對多操縱面飛機控制分配理論研究的歸納與總結。

圖書目錄

第1章 緒論

1．1 研究背景和意義

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究目的與意義

1．2 多操縱面控制分配技術綜述

1．2．1 多操縱面控制分配技術的發展歷程

1．2．2 常見飛行器操縱面的配置情況

1．2．3 線性過驅動系統分配方法的研究現狀

1．2．4 控制分配研究的新進展與套用

第2章 多操縱面飛機的數學模型

2．1 多操縱面飛機的運動方程

2．2 推力矢量機構

2．2．1 推力矢量偏轉角的定義

2．2．2 推力矢量產生力和力矩的計算

2．3 多操縱面飛機控制分配問題的描述

2．4 Admire飛機模型

2．4．1 Admire模型介紹

2．4．2 Admire配平與線性化

2．5 多操縱面布局飛機控制一分配系統結構分析

2．6 多操縱面布局飛機過驅動系統數學模型的提取

2．6．1 根據氣動力矩計算式提取控制效能矩陣

2．6．2 根據線性化小擾動方程提取控制效能矩陣

第3章 轉矩可達集的求解

3．1 二維轉矩可達集求解

3．2 三維轉矩可達集求解

3．3 奇異分配系統轉矩可達集求解

3．3．1Ⅱ型奇異分配系統的AMS構成分析

3．3．2Ⅱ型奇異分配系統的AMS求解

3．3．3Ⅰ型奇異分配系統的AMS求解

第4章 廣義逆類分配方法研究

4．1 偽逆法與加權偽逆法

4．1．1 偽逆法

4．1．2 加權偽逆法

4．2 廣義逆類分配方法的局限性

4．2．1 偽逆法和加權偽逆法轉矩可達集求解

4．2．2 三種分配方法轉矩可達集的求解算例

4．3 再分配偽逆法與串接鏈分配法

4．3．1 再分配偽逆法

4．3．2 串接鏈分配法

4．4 非凸廣義逆類分配方法轉矩可達集求解

4．4．1 求解思路

4．4．2 再分配偽逆法與串接鏈法轉矩可達集的求解算例

4．5 基於廣義逆類分配法的飛行控制系統設計

4．5．1 控制分配的工程化設計

4．5．2 仿真分析

第5章 基於遺傳算法的廣義逆陣最佳化設計

5．1遺傳算法等啟發式算法簡介

5．1．1 啟發式最佳化算法研究概況

5．1．2 遺傳算法的基本概念及操作

5．2 基於小生境遺傳算法的分配陣最佳化設計

5．2．1 問題描述

5．2．2 基於小生境遺傳算法的廣義逆陣最佳化

5．2．3 仿真算例

5．3 基於小生境遺傳算法的加權偽逆陣最佳化設計

5．3．1 基於小生境遺傳算法的加權偽逆最佳化

5．3．2 仿真算例

5．3．3 最佳化結果的套用推廣

5．4 基於遺傳算法的廣義逆陣裁剪設計

5．4．1 廣義逆的定向裁剪

5．4．2 廣義逆的定區域裁剪

5．4．3 仿真算例

第6章 幾何類分配方法

6．1直接幾何法

6．1．1 受限分配問題凸包絡的求解

6．1．2控制變數的求解

6．1．3 算例分析

6．2 面搜尋算法

6．2．1 轉矩可達集的求解

6．2．2 對於指向面的搜尋

6．2．3 算例分析

6．3 基於力矩旋轉的搜尋分配算法

6．3．1 基於力矩旋轉的搜尋分配算法原理

6．3．2 算例分析

第7章 基於數學規劃的分配方法研究一

7．1 基於線性規劃的控制分配問題研究

7．1．1 線性規劃法及其算法描述

7．1．2仿真分析

7．2 基於序列線性規劃的非線性分配求解

7．2．1 序列線性規劃的理論基礎與算法描述

7．2．2 仿真分析

7．2．3 兩類規划算法的比較

7．3 基於MDDIFXP的二次規劃分配算法

7．3．1 基本不動點疊代的二次規劃方法

7．3．2 基於MDDIFXP的二次規劃分配算法原理

7．3．3 仿真分析

第8章 基於智慧型最佳化算法的分配方法研究

8．1 基於粒子群尋優算法的控制分配問題研究

8．1．1 粒子群算法的理論基礎與算法描述

8．1．2 仿真分析

8．2 基於多種群遺傳算法的控制分配問題研究

8．2．1 多種群遺傳算法的理論基礎與算法描述

8．2．2 建模與仿真分析

8．3 基於魚群算法的控制分配問題研究

8． 3．1 魚群算法的理論基礎與算法描述

8．3．2 建模與仿真分析

第9章 操縱面偏轉角與三軸力矩係數關係的氣動分析

9．1 F-18戰鬥機力矩係數一操縱面偏轉角擬合關係

9．2 力矩係數一操縱面偏轉角的單調非線性特性

9．2．1 單調非線性特性分析與求解

9．2．2 仿真分析

9.3.2仿真分析153

9.4力矩係數-操縱面偏轉角的耦合非線性特性155

9.4.1耦合非線性特性分析與求解155

9.4.2算例分析157

第10章多操縱面的分配與管理方案設計159

10.1基於飛行任務的多操縱面分配管理方案159

10.2基於線性規劃的多操縱面分配算法164

10.2.1基於線性規劃的直接分配算法164

10.2.2仿真分析165

10.3基於線性規劃的多操縱面分配管理方案167

10.3.1多步線性規劃實現控制分配管理167

10.3.2控制分配管理的設計與實現169

10.3.3分配管理的驗證分析176

10.4基於轉矩可達集的多操縱面分配管理方案179

10.4.1基於轉矩可達集的多操縱面分配方案179

10.4.2仿真分析182

第11章基於多操縱面的重構控制系統設計185

11.1重構控制185

11.1.1重構控制概述185

11.1.2模組化控制分配設計概述187

11.2基於多操縱面的重構控制188

11.2.1多操縱面重構控制的基本原理188

11.2.2控制分配進行重構的條件189

11.3多操縱面重構控制設計190

11.3.1操縱面卡死時分配律的設計190

11.3.2操縱面鬆浮時分配律的設計191

11.3.3操縱面損傷時分配律的設計191

11.4多操縱面重構控制仿真及分析192

11.4.1操縱面卡死192

11.4.2操縱面鬆浮193

11.4.3操縱面損傷195

第12章推力矢量飛機超機動控制律設計198

12.1推力矢量技術概況198

12.1.1推力矢量技術及其特點198

12.1.2推力矢量裝置噴管的結構類型199

12.2推力矢量飛機模型及非線性動態逆控制方法簡介200

12.2.1推力矢量飛機模型簡介200

12.2.2非線性動態逆方法203

12.3非線性動態逆快迴路及較慢迴路控制律設計與仿真206

12.3.1快迴路控制律構成及仿真206

12.3.2較慢迴路控制律構成及仿真209

12.4兩類超機動動作的仿真215

12.4.1“眼鏡蛇”機動仿真215

12.4.2“矢量滾筒”機動仿真217

12.5控制分配技術與非線性動態逆的聯繫(快迴路)219

第13章推力矢量與氣動操縱面的協調控制222

13.1傳統控制分配理論在矢量飛機上的套用222

13.1.1廣義逆類控制分配方法運用223

13.1.2數學規劃類控制分配方法運用226

13.1.3幾何類控制分配方法運用227

13.2氣動操縱面與矢量操縱面的分配與管理方案229

13.2.1基於飛行任務的矢量飛機分配管理方案229

13.2.2基於關鍵飛行狀態(迎角)切換的矢量飛機分配管理方案233

13.2.3基於基排序方法的矢量飛機分配管理方案235

第14章無尾飛翼布局飛機的控制分配系統設計239

14.1研究對象簡介239

14.2無尾飛翼飛機氣動特性分析240

14.2.1縱向基本特性240

14.2.2橫側向基本特性241

14.2.3舵面操縱效率分析242

14.3無尾飛翼多操縱面飛機AMS求解248

14.4無尾飛翼飛機多操縱面控制分配系統設計249

14.4.1飛行控制律設計249

14.4.2基於偽逆法的分配律設計250

14.4.3基於加權偽逆法的分配律設計252

14.4.4基於不動點疊代法的分配律設計256

14.4.5基於SQP-CT的分配律設計258

14.4.6算法的分配效率對比260

14.5多操縱面控制分配系統品質評價260

14.5.1傳統評價指標計算261

14.5.2基於最大穩定角速率的品質評價方法262

14.5.3仿真分析263

附錄I 無尾飛翼多操縱面無人機（方案A）

附錄Ⅱ 無尾飛翼多操縱面無人機（方案B）

附錄Ⅲ 無尾飛翼多操縱面無人機線性模型（方案B）

參考文獻