飞机控制分配PDF电子书下载

第1章 引言 1

1.1 冗余控制执行机构 1

1.2 概述 3

参考文献 5

第2章 飞机控制 6

2.1 飞行动力学 6

2.1.1 运动方程 6

2.1.2 线性化的运动方程 10

2.2 控制 12

2.2.1 概述 12

2.2.2 飞机控制执行机构 14

2.2.3 飞机控制信号发生器 17

2.3 后记 18

参考文献 19

第3章 控制律 21

3.1 飞行品质 21

3.1.1 必要条件 22

3.1.2 满足飞行品质要求的控制律设计 22

3.2 动态逆控制律 22

3.2.1 基础 22

3.2.2 方程类型 24

3.2.3 被控方程 24

3.2.4 运动学及其补充方程 26

3.3 模型跟踪控制律 28

3.4 “传统”控制律 28

3.5 后记 29

参考文献 30

第4章 问题 31

4.1 控制有效性 31

4.2 约束 32

4.3 控制分配 32

4.3.1 控制分配问题 33

4.4 后记 33

参考文献 34

第5章 控制分配几何结构 35

5.1 允许控制 35

5.1.1 概述 35

5.1.2 对象 36

5.1.3 交叉和合并 38

5.1.4 凸包 39

5.2 可达力矩 39

5.3 二力矩问题 44

5.3.1 面积计算 48

5.4 三力矩问题 49

5.4.1 确定φ3 49

5.4.2 体积计算 56

5.5 最大值集合的意义 58

5.5.1 作为不同方法比较的一个标准 59

5.5.2 机动要求 60

5.5.3 控制故障重新配置 62

5.6 后记 63

参考文献 63

第6章 解 64

6.1 在线解对比离线解 64

6.1.1 在线解 64

6.1.2 离线解 64

6.2 最优和非最优解 65

6.2.1 最大能力 65

6.2.2 最大体积 65

6.2.3 离优先最近 65

6.2.4 不可达力矩 66

6.3 优先解 67

6.4 联动 67

6.5 广义逆 68

6.5.1 一般情况和P2的意义 68

6.5.2 定制的广义逆 72

6.5.3 “最好”广义逆 73

6.5.4 伪逆 73

6.5.5 包含广义逆的方法 75

6.6 直接分配 78

6.6.1 二力矩问题的直接方法 79

6.6.2 针对三力矩问题的直接方法 80

6.7 边和面搜索 82

6.7.1 二维边搜索 82

6.7.2 三维面搜索 86

6.8 Banks方法 88

6.8.1 找到初始三顶点 90

6.8.2 确定一个新顶点 91

6.8.3 代替一个旧的顶点 91

6.8.4 终止算法 93

6.9 线性规划 93

6.9.1 配置控制分配为线性规划问题 93

6.9.2 单纯形 97

6.10 通过多种求解方法的可达力矩 97

6.10.1 一般情况（三力矩问题） 98

6.10.2 广义逆（二力矩和三力矩问题） 99

6.11 实例 108

6.11.1 广义逆 108

6.11.2 直接分配 115

6.11.3 边和面搜索 118

6.11.4 Banks方法 124

6.11.5 线性规划 128

6.11.6 凸包体积计算 130

6.12 后记 133

参考文献 133

第7章 帧方式控制分配 135

7.1 概述 135

7.2 路径依赖 137

7.2.1 路径依赖实例 138

7.3 全局相对于本地控制有效性 143

7.4 复原 145

7.4.1 增广B矩阵 145

7.4.2 实现 148

7.4.3 振荡 148

7.4.4 最小范数复原 150

第8章 控制分配和飞行控制系统设计 156

8.1 动态逆期望加速度 156

8.1.1 期望加速度 156

8.1.2 指令和调节器实例 158

8.2 最大值集合和控制律设计 162

8.2.1 在设计过程中 162

8.2.2 在一个成熟设计中 166

8.2.3 非最优例子 168

参考文献 171

第9章 应用 172

9.1 从设计X-35飞行控制系统获得的经验 172

9.1.1 理论对比于实践 172

9.2 冗余的使用 173

9.2.1 优先解 173

9.2.2 再次解决路径依赖问题 174

9.3 设计约束 174

9.3.1 轴优先次序 174

9.3.2 结构载荷 176

9.3.3 执行机构带宽 177

9.3.4 增益限制和稳定裕度 177

9.4 容错 178

参考文献 179

附录A 线性规划 180

A.1 控制分配作为线性规划 181

A.1.1 对于可达指令的优化 182

A.1.2 对于不可达指令的优化 182

A.2 线性规划问题的标准形式 187

A.2.1 处理负的未知量 188

A.2.2 处理不等式约束 189

A.2.3 编写一个程序用于标准形式的控制分配 190

A.2.4 有上界时修正的标准形式 193

A.3 线性规划解的特征 195

A.3.1 基础解 196

A.3.2 退化的基础解 197

A.3.3 基础可行解 197

A.4 分配可行指令 198

A.4.1 最小化一个优先解的误差 199

A.4.2 最小化最大误差 202

A.4.3 最优化线性次要目标 206

A.5 构造控制分配器用于可行和不可行解 207

A.5.1 双分支 207

A.5.2 单分支或者混合优化 209

A.5.3 没有次要优化时减小了规划规模 211

A.6 解法器 213

A.6.1 预先处理 213

A.6.2 求解算法 214

A.6.3 单纯形方法 215

A.6.4 单纯形算法初始化 225

A.7 后记 227

参考文献 228

附录B 飞行仿真 230

B.1 引言 230

B.2 修改 230

B.2.1 三个顶层模块几乎完全没有修改 230

B.2.2 小的改动包括新的Pilot和Sensors模块 231

B.3 NDI_CLAW 231

B.3.1 NDI_CLAW/Rate Transition 231

B.3.2 NDI_CLAW/PILOT_Mod 231

B.3.3 NDI_CLAW/INPUT 232

B.3.4 NDI_CLAW/Mission Manager 232

B.3.5 NDI_CLAW/Dynamic Inversion Control 233

参考文献 239

附录C 有注释的文献列表 240

参考文献 240

索引 288