第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 系统总体结构 3
1.3 突防航迹优化技术 3
1.4 飞行控制技术 4
1.5 综合飞行/推进系统建模技术 5
1.6 推进系统控制技术 6
1.7 综合系统控制方案 8
1.8 本文的主要研究内容 8
第二章 突防航迹优化技术 10
2.1 航迹优化问题及解决方法现状 10
2.2 直接优化方法 10
2.3 用直接法解决航迹优化问题 12
2.3.1 飞行器的运动方程及控制约束 12
2.3.2 三维航迹的生成 12
2.3.3 飞行速度序列和控制序列 13
2.3.4 性能指标 14
2.3.5 计算实例 16
第三章 航迹跟踪飞行控制系统设计 18
3.1 飞行控制的发展、当前状况及未来趋势 18
3.2 动态逆飞行控制系统设计 19
3.2.1 快模态设计 19
3.2.2 控制分配方案 20
3.2.2.1 切换式分配方案 21
3.2.2.2 基于分配系数的控制量分配方案 22
3.2.2.3 仿真结果 26
3.2.3 慢模态设计 27
3.3 完全非线性问题 28
3.4 飞行器航迹角指令跟踪控制 29
3.4.1 基本控制器 29
3.4.2 系统的误差分析及补偿方法 30
3.4.3 极慢模态仿真结果 33
3.5 飞行器航迹导引方法 35
3.5.1 基于位置误差的比例导引方法 35
3.5.2 基于航迹角预测控制的导引方法 37
3.5.3 组合导引方法 39
3.5.4 航迹最近点D的求解方法 40
第四章 综合飞行/推进系统建模技术 41
4.1 飞行器非线性模型的建立方法 41
4.2 发动机非线性模型的建立方法 42
4.2.1 风扇热力参数计算 43
4.2.2 喷管热力参数计算 44
4.2.3 发动机动态建模方法 49
4.3 受畸变及喷管偏转影响的发动机非线性模型 50
4.4 矢量喷管的建模方法 51
4.5 受推力矢量影响的飞行器动力学模型 54
4.5.1 单发配置 55
4.5.2 双发配置 56
第五章 航空发动机鲁棒控制技术 58
5.1 航空发动机的控制特点 58
5.2 鲁棒控制技术 58
5.2.1 凸优化与线性矩阵不等式LMI 59
5.2.2 用LMI求解鲁棒多变量控制器 61
5.2.2.1 线性矩阵不等式解存在的条件 61
5.2.2.2 基于LMI的H∞控制器可解条件 63
5.2.2.3 基于LMI的次优H∞控制器设计方法 66
5.2.2.4 范数有界不确定性系统H∞控制器设计问题 67
5.3 基于LMI的发动机鲁棒多变量控制器设计 68
5.3.1 发动机多变量线性模型的提取技术 69
5.3.2 发动机鲁棒多变量控制器设计 71
5.3.2.1 状态空间数学模型的无量纲化 72
5.3.2.2 转速与压比跟踪的H∞问题描述 73
5.3.2.3 转速与压比跟踪控制器设计 74
5.4 仿真结果 76
第六章 高稳定性推进系统控制技术研究 77
6.1 畸变估计系统 78
6.1.1 基于测量的畸变 估计方法 78
6.1.2 基于迎角估计的畸变估计方法 80
6.2 稳定管理控制 83
6.2.1 稳定度管理的方法 84
6.2.2 发动机控制子系统 85
6.3 矢量喷管控制子系统 85
6.4 仿真结果 85
第七章 总结与展望 88
7.1 总结 88
7.2 展望 89
致谢 91
作者在攻读博士学位期间发表的论文 92
参考文献 93
附录 100