緒 論……………………………………………………………………………………………… 1
0.1 飛行控制系統(tǒng)的發(fā)展回顧 …………………………………………………………… 1
0.2 飛行控制系統(tǒng)的基本任務(wù) …………………………………………………………… 2
0.3 飛行控制系統(tǒng)的基本組成和功能 …………………………………………………… 3
0.4 本書的編寫特點(diǎn)與內(nèi)容安排 ………………………………………………………… 8
第1章 飛行力學(xué)基礎(chǔ) ………………………………………………………………………… 10
1.1 坐標(biāo)系………………………………………………………………………………… 10
1.1.1 常用坐標(biāo)系的定義……………………………………………………………… 10
1.1.2 常用坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換…………………………………………………………… 13
1.2 作用在飛行器上的力和力矩………………………………………………………… 16
1.2.1 飛行器的操縱機(jī)構(gòu)……………………………………………………………… 16
1.2.2 空氣動(dòng)力與力矩………………………………………………………………… 18
1.2.3 縱向氣動(dòng)力和力矩……………………………………………………………… 19
1.2.4 橫側(cè)向氣動(dòng)力與力矩…………………………………………………………… 34
1.2.5 作用在飛行器上的推力與重力………………………………………………… 41
習(xí) 題 ……………………………………………………………………………………… 45
第2章 飛行器運(yùn)動(dòng)方程 ……………………………………………………………………… 46
2.1 飛行器運(yùn)動(dòng)方程組…………………………………………………………………… 46
2.1.1 動(dòng)力學(xué)方程……………………………………………………………………… 51
2.1.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程……………………………………………………………………… 54
2.1.3 飛行器運(yùn)動(dòng)方程的解耦分組與線性化………………………………………… 59
2.2 飛行器的縱向運(yùn)動(dòng)…………………………………………………………………… 75
2.2.1 縱向運(yùn)動(dòng)的傳遞函數(shù)…………………………………………………………… 75
2.2.2 短周期運(yùn)動(dòng)模態(tài)和長(zhǎng)周期運(yùn)動(dòng)模態(tài)的簡(jiǎn)化…………………………………… 80
2.2.3 油門的縱向動(dòng)力學(xué)響應(yīng)………………………………………………………… 87
2.3 飛行器的橫側(cè)向運(yùn)動(dòng)………………………………………………………………… 89
2.3.1 橫側(cè)向運(yùn)動(dòng)的傳遞函數(shù)………………………………………………………… 89
2.3.2 荷蘭滾模態(tài)的近似……………………………………………………………… 91
2.3.3 螺旋和滾轉(zhuǎn)衰減模態(tài)的近似…………………………………………………… 93
2.3.4 螺旋模態(tài)的穩(wěn)定………………………………………………………………… 94
2.3.5 橫側(cè)向模態(tài)近似計(jì)算的精度分析……………………………………………… 95
2.3.6 飛行條件對(duì)橫側(cè)向模態(tài)的影響………………………………………………… 96
習(xí) 題 ……………………………………………………………………………………… 97
第3章 測(cè)量與執(zhí)行機(jī)構(gòu) ……………………………………………………………………… 98
3.1 飛行數(shù)據(jù)的測(cè)量……………………………………………………………………… 98
3.1.1 空氣動(dòng)力相關(guān)參量的測(cè)量……………………………………………………… 98
3.1.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)相關(guān)參量的測(cè)量 ……………………………………………………… 109
3.1.3 位置的確定 …………………………………………………………………… 131
3.1.4 導(dǎo)航系統(tǒng) ……………………………………………………………………… 134
3.2 舵機(jī)與舵回路 ……………………………………………………………………… 140
3.2.1 主要舵機(jī)的類型 ……………………………………………………………… 140
3.2.2 舵機(jī)的特性分析 ……………………………………………………………… 143
3.2.3 舵回路 ………………………………………………………………………… 150
習(xí) 題……………………………………………………………………………………… 156
第4章 典型飛行控制系統(tǒng)分析……………………………………………………………… 157
4.1 概 述 ……………………………………………………………………………… 157
4.1.1 典型飛行控制系統(tǒng)的構(gòu)成 …………………………………………………… 157
4.1.2 典型飛行控制系統(tǒng)的分類 …………………………………………………… 158
4.2 阻尼器與增穩(wěn)系統(tǒng) ………………………………………………………………… 159
4.2.1 阻尼器 ………………………………………………………………………… 159
4.2.2 增穩(wěn)系統(tǒng) ……………………………………………………………………… 167
4.3 控制增穩(wěn)系統(tǒng) ……………………………………………………………………… 172
4.3.1 控制增穩(wěn)系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理 …………………………………………… 173
4.3.2 俯仰控制增穩(wěn)系統(tǒng)的控制規(guī)律 ……………………………………………… 174
4.3.3 控制增穩(wěn)系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)穩(wěn)定性和操縱品質(zhì)的影響 …………………………… 175
4.3.4 指令模型的形式和參數(shù)選擇 ………………………………………………… 179
4.4 飛行姿態(tài)控制系統(tǒng) ………………………………………………………………… 182
4.4.1 姿態(tài)控制系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理 …………………………………………… 182
4.4.2 縱向姿態(tài)穩(wěn)定與控制 ………………………………………………………… 193
4.4.3 橫側(cè)向姿態(tài)穩(wěn)定與控制 ……………………………………………………… 197
4.5 飛行軌跡控制系統(tǒng) ………………………………………………………………… 201
4.5.1 飛行高度的穩(wěn)定與控制 ……………………………………………………… 202
4.5.2 下滑波束導(dǎo)引系統(tǒng)飛行器 …………………………………………………… 204
4.5.3 自動(dòng)拉平著陸系統(tǒng) …………………………………………………………… 206
4.5.4 側(cè)向偏離的自動(dòng)控制 ………………………………………………………… 208
4.5.5 飛航導(dǎo)彈大角度俯沖運(yùn)動(dòng)耦合分析 ………………………………………… 210
4.5.6 低空突防 TF/TA
2 技術(shù) ……………………………………………………… 216
2 飛行控制系統(tǒng)(第3版)
4.6 空速和馬赫數(shù)的保持與控制 ……………………………………………………… 220
4.6.1 飛行速度保持與控制的作用 ………………………………………………… 220
4.6.2 速度保持與控制系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理 …………………………………… 222
習(xí) 題……………………………………………………………………………………… 224
第5章 飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………… 225
5.1 飛行控制系統(tǒng)的任務(wù)和設(shè)計(jì)目標(biāo) ………………………………………………… 225
5.1.1 任務(wù)和設(shè)計(jì)目標(biāo) ……………………………………………………………… 225
5.1.2 飛行品質(zhì)的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則 ………………………………………………………… 226
5.1.3 飛行控制系統(tǒng)的基本任務(wù) …………………………………………………… 227
5.2 飛行品質(zhì)評(píng)價(jià)及品質(zhì)規(guī)范 ………………………………………………………… 229
5.2.1 國(guó)軍標(biāo) GJB18586的基本內(nèi)容 …………………………………………… 229
5.2.2 縱向飛行品質(zhì)要求 …………………………………………………………… 230
5.2.3 橫側(cè)向飛行品質(zhì)要求 ………………………………………………………… 234
5.2.4 飛行品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法 ………………………………………………………… 236
5.2.5 有人駕駛飛機(jī)飛行控制系統(tǒng)通用規(guī)范 ……………………………………… 239
5.3 飛行控制系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)方法 …………………………………………………… 241
5.3.1 飛行控制系統(tǒng)的經(jīng)典設(shè)計(jì)方法 ……………………………………………… 241
5.3.2 飛行控制系統(tǒng)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù) ……………………………………………… 247
5.4 數(shù)字式飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 269
5.4.1 概 述 ………………………………………………………………………… 269
5.4.2 數(shù)字化設(shè)計(jì)方法 ……………………………………………………………… 271
5.4.3 系統(tǒng)采樣頻率的選擇 ………………………………………………………… 273
5.4.4 信號(hào)頻譜分析及多頻率采樣 ………………………………………………… 273
5.4.5 數(shù)字式飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的其他重要問題 ……………………………… 274
5.5 飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例 …………………………………………………………… 277
5.5.1 吸氣式高超聲速飛行控制系統(tǒng)隨機(jī)魯棒設(shè)計(jì) ……………………………… 277
5.5.2 超聲速反艦導(dǎo)彈控制系統(tǒng)隨機(jī)魯棒設(shè)計(jì) …………………………………… 293
習(xí) 題……………………………………………………………………………………… 314
第6章 協(xié)同飛行控制系統(tǒng)…………………………………………………………………… 315
6.1 群體協(xié)同基礎(chǔ)理論 ………………………………………………………………… 315
6.1.1 社會(huì)性依存原則 ……………………………………………………………… 315
6.1.2 群體效能的度量 ……………………………………………………………… 321
6.1.3 群體協(xié)同系統(tǒng)結(jié)構(gòu) …………………………………………………………… 325
6.2 自主協(xié)同飛行基礎(chǔ) ………………………………………………………………… 329
6.2.1 協(xié)同性概念 …………………………………………………………………… 329
6.2.2 自主性定義與分級(jí) …………………………………………………………… 330
6.2.3 自主編隊(duì)協(xié)同飛行控制基礎(chǔ) ………………………………………………… 331
6.3 協(xié)同飛行控制系統(tǒng)構(gòu)成 …………………………………………………………… 348
6.3.1 協(xié)同飛行控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ……………………………………………………… 348
6.3.2 自主編隊(duì)效能評(píng)估 …………………………………………………………… 354
6.4 編隊(duì)飛行控制系統(tǒng) ………………………………………………………………… 355
6.4.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 ……………………………………………………………… 355
6.4.2 疏松編隊(duì)飛行控制 …………………………………………………………… 367
6.4.3 自主編隊(duì)避障控制 …………………………………………………………… 376
6.4.4 密集編隊(duì)飛行控制 …………………………………………………………… 381
6.4.5 編隊(duì)隊(duì)形變換方法 …………………………………………………………… 397
6.4.6 編隊(duì)轉(zhuǎn)彎方式與隊(duì)形拆分方法 ……………………………………………… 403
6.5 協(xié)同飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證 …………………………………………………… 406
6.5.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證條件 ………………………………………………………… 406
6.5.2 系統(tǒng)功能體系框架 …………………………………………………………… 407
6.5.3 實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng) …………………………………………………………… 407
6.5.4 硬件在環(huán)仿真測(cè)試系統(tǒng) ……………………………………………………… 416
6.5.5 嵌入式飛行驗(yàn)證系統(tǒng) ………………………………………………………… 417
6.5.6 成員飛行控制系統(tǒng)隨機(jī)魯棒設(shè)計(jì) …………………………………………… 423
6.5.7 飛行驗(yàn)證試驗(yàn) ………………………………………………………………… 428
習(xí) 題……………………………………………………………………………………… 431
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………… 432
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