论文摘要：基于多目标特征结构配置的舰载机纵向自动着舰控制方法研究

舰载机在进场着舰过程中处于低动压状态，且着舰甲板区域狭小、环境复杂，因而要求飞行员具备极其高超的驾驶技术，即便如此着舰事故率仍然很高，因此国际上逐渐采用自动着舰系统来替代人工着舰。本文以工程化应用为背景，对舰载机着舰环境与过程建模，充分考虑各舰载机着舰飞行指标，设计具备在复杂着舰环境下使用的自动着舰控制系统。1、建立了舰载机以及着舰环境模型。根据美国军标中对风的要求，建立了舰尾气流模型；利用切片理论和叠加原理，建立了航空母舰在不规则波中的运动模型。在此基础上，通过仿真方式分析了不同海况下的甲板运动和舰尾气流对舰载机着舰影响。2、分析了舰载机自动着舰控制律设计准则与指标。按照舰载机自动着舰飞行控制器结构将设计指标具体划分为增稳系统性能指标、速度/航迹控制环性能指标和导引控制环性能指标，明确了各回路控制环的设计目标，为控制律设计奠定基础。3、采用时间序列分析法设计甲板估计器。本文选取自回归模型作为时间序列分析法的参考模型，其中采用艾克（AIC）准确定自回归模型的阶数，利用递推最小二乘法对AR模型进行参数估计。仿真结果表明，采用该方法所得甲板运动预报值与实际值基本一致，符合设计要求。4、针对传统设计方法过于复杂的问题，研究了基于满意分布的多目标飞行控制律设计方法。该方法通过满意分布集和满意分布图，描述了控制自由参数与指标间的灵敏度关系和梯度关系，并且至多一次迭代设计便可获得控制律参数设计结果。在此基础上根据自动着舰控制律设计准则与指标，设计了纵向自动着舰控制律。通过蒙特卡罗仿真验证了本文所设计控制器具有一定的鲁棒性，能够满足复杂环境下舰载机自动着舰需求。

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