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目录 1

第1章 绪论 1

1.1 飞行控制与相关学科和因素的关联 1

1.1.1 飞行控制与相关学科和技术的关联 1

1.1.2 研制飞行器的策略与国家决策及国家军事决策的关联 1

1.1.3 飞行控制系统性能与飞行器性能以及它们的规范或协议的关联 1

1.1.4 飞行控制系统研制流程 1

1.1.5 飞行控制系统设计流程 2

1.2.2 飞行控制系统的建模与有效性鉴别 5

1.2.1 飞行控制系统的数学模型 5

1.2 飞行控制系统的建模与验模方法 5

1.2.3 对仿真模型的校核、验证与确认 8

1.3 飞行控制系统的稳定性与鲁棒性 11

1.3.1 飞行控制系统的稳定性 11

1.3.2 飞行控制系统的鲁棒性 12

复习思考题 14

参考文献 14

第2章 飞行力学 15

2.1 飞行性能 15

2.1.1 飞机在铅垂平面内运动的质心运动方程 15

2.1.2 平飞需用推力 16

2.1.3 可用推力 18

2.1.4 飞机的基本飞行性能 20

2.1.5 计及动能变化的最速上升 22

2.1.6 航程与续航时间 24

2.1.7 盘旋飞行 26

2.2 飞机扰动运动模态的可观性、可控性和可扰性分析 28

2.2.1 系统模态的表示式 28

2.2.2 可观性、可控性与可扰性 29

2.3 放宽纵向静稳定度要求的飞机特性 34

2.3.1 放宽静稳定度后飞机的纵向平衡与操纵 34

2.3.2 配平升力和配平阻力 37

2.3.3 纵向静不稳定飞机的锁舵动态特征 38

2.4 直接力控制 43

2.4.1 概述 43

2.4.2 直接升力控制 43

2.4.3 直接侧力控制 48

2.4.4 直接阻力／推力控制 53

2.5 飞机的敏捷性 53

2.5.1 产生背景 53

2.5.2 敏捷性及机动飞行形式 54

参考文献 58

复习思考题 58

3.1 概述 59

第3章 飞机的飞行品质 59

3.2 飞行品质 61

3.2.1 纵向飞行品质 61

3.2.2 横侧向飞行品质 64

3.3 大迎角非线性和惯性交感飞行品质 65

3.5 飞行品质评价准则 66

3.5.1 飞行品质的评估方法 66

3.4 关于敏捷性问题 66

3.5.2 飞行品质的评价等级 68

3.5.3 飞机俯仰轴飞行品质要求 69

3.5.4 对飞机法向飞行轨迹轴的要求 83

3.5.5 纵向速度轴的飞行品质要求 84

3.5.6 滚转轴的飞行品质评价准则 85

3.5.7 航向轴飞行品质评价准则 87

3.6 飞行品质评价中的几个问题 88

3.6.1 系统时间延迟的影响 88

3.6.2 人感系统动力学对飞行品质的影响 90

参考文献 93

复习思考题 93

第4章 飞机电传操纵系统 94

4.1 概述 94

4.2 电传操纵系统发展的关键技术 96

4.2.1 系统的可靠性 97

4.2.2 系统飞行品质和控制律设计 97

4.2.3 系统的故障检测与监控能力 98

4.2.4 四防设计 99

4.3 电传操纵系统控制律结构分析 99

4.3.1 电传操纵系统功能 99

4.3.2 典型电传操纵系统控制律结构分析 100

4.3.3 电传操纵系统的多模态控制 109

4.3.4 电传操纵系统增稳功能的实现 111

4.4 电传操纵系统控制律的设计 115

4.4.1 概述 115

4.4.2 电传系统控制律设计方法综述 117

4.4.3 电传操纵系统控制律设计 121

4.5 大迎角机动飞行控制系统控制律 133

4.5.1 概述 133

4.5.2 X-31A试验机飞行控制规律简介 136

4.6.2 余度技术 140

4.6.1 概述 140

4.6 电传操纵系统的余度技术 140

4.6.3 电传操纵系统余度系统实例 147

4.6.4 自修复飞行控制系统 149

复习思考题 152

参考文献 154

第5章 主动控制技术 155

5.1 主动控制技术概念 155

5.2 放宽静稳定 157

5.2.1 放宽静稳定性的效益 158

5.2.2 放宽静稳定性飞机飞控系统设计要求 162

5.3 边界控制系统 163

5.3.1 概述 163

5.3.2 边界限制方案分析 164

5.3.3 迎角闭环边界限制系统 164

5.3.4 采用非线性反馈的边界限制控制器 166

5.4 直接力控制 167

5.4.1 概述 167

5.4.2 直接升力控制的非常规机动 169

5.4.3 侧向3种非常规机动模式 171

5.4.4 纵向解耦控制律设计 174

5.4.5 非常规机动直接爬升模态的实现 177

5.4.6 直接升力控制的特征向量配置设计 178

5.5 阵风减缓和乘坐品质控制 181

5.5.1 概述 181

5.5.2 大气扰动的数学描述 182

5.5.3 大气扰动对飞机运动的影响 184

5.5.4 阵风减缓和乘坐品质控制系统 187

5.6.1 概述 193

5.6.2 大型飞机的机动载荷控制 193

5.6 机动载荷控制 193

5.6.3 小型战斗机的机动载荷控制 198

5.7 主动颤振抑制系统 200

5.7.1 概述 200

5.7.2 抑制颤振的方法 202

5.7.3 颤振主动抑制系统 202

5.8 新型主动控制功能 203

复习思考题 205

参考文献 207

第6章 综合控制与战术任务飞行管理 208

6.1 概述 208

6.2.1 综合飞行／火力控制系统的基本组成及特点［1］ 209

6.2 综合飞行／火力控制系统 209

6.2.2 系统坐标系的选择及定义［2，3］ 210

6.2.3 目标状态估计器原理［4］ 212

6.2.4 火力控制系统建模［1］ 220

6.2.5 综合飞行／火力控制对飞行控制系统的要求 226

6.2.6 综合飞行／火力控制系统耦合控制律设计及系统仿真 228

6.2.7 超控耦合器的设计 232

6.2.8 综合飞行／火力控制系统性能分析与评价［15］ 235

6.3 综合飞行／推进控制系统 237

6.3.1 概述［4，16～18］ 237

6.3.2 系统组成与功能 238

6.3.3 综合飞行／推进系统的建模 239

6.3.4 飞机起飞时控制律的设计及分析［20］ 243

6.4 综合飞行／火力／推进控制与战术任务飞行管理 247

6.4.1 概述 247

6.4.2 系统的组成与功能 248

6.4.3 战术飞行实时轨迹优化系统的设计 250

6.4.4 综合飞行／火力／推进控制系统的设计 253

复习思考题 259

参考文献 260

7.2.1 综合系统 261

7.2 综合系统及其理论［1～11］ 261

第7章 综合系统与非线性、变参数系统 261

7.1 概述 261

7.2.2 综合事件动态系统规范化建模 262

7.2.3 综合系统的稳定性 268

7.2.4 综合系统的可达性 270

7.2.5 综合系统优化 270

7.3 非线性系统线性化与精确线性化［13～17］ 271

7.3.1 求解非线性系统的简易线性化近似法 271

7.3.2 精确线性化方法［13～17］ 271

7.4.2 特征指数ρj 287

7.4.1 非线性系统为仿射型非线性系统 287

7.4 非线性系统的伪线性-动态逆系统方法［18～21］ 287

7.4.3 仿射型非线性系统输入／输出解耦 288

7.4.4 简化的伪线性-动态逆系统 289

7.5 非线性、变参数系统的多级线性化-高阶微分方程方法［12，22］ 290

7.5.1 典型非线性、变参数系统数学模型 291

7.5.2 多级线性化-高阶微分方程方法中起补偿作用的特解求解法 292

7.5.3 多级线性化-高阶微分方程方法 295

复习思考题 302

参考文献 303