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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LMI59

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