[发明专利]抑制舰尾气流扰动的舰载机着舰引导与控制系统及方法

权利要求书

1.一种抑制舰尾气流扰动的舰载机着舰引导与控制系统，其特征在于由引导子系统和控制子系统组成，引导子系统装载在舰上，包括跟踪雷达、雷达稳定平台、高速通用计算机、显示平台、数据编码发射机、数据链监控器和飞行轨迹记录仪，其中，高速通用计算机、跟踪雷达和飞行轨迹记录仪顺序连接，显示平台、高速通用计算机和雷达稳定平台顺序连接，显示平台和高速通用计算机分别与数据编码发射机连接，数据编码发射机，数据链监控器和显示平台顺序连接；控制子系统装载在飞机上，包括自动驾驶仪、数据链接收机、接收译码器、自动驾驶仪耦合器、自动油门控制器和机上雷达设备，其中、数据链接收机、接收译码器、自动驾驶仪耦合器和自动驾驶仪顺序连接，自动油门控制器和自动驾驶仪双向连接；引导子系统中的数据编码发射机和控制子系统中的数据链接收机通过无线电波连接，引导子系统中的跟踪雷达与控制子系统中的机上雷达设备通过Ka-band信号连接。

2.根据权利要求1所述的抑制舰尾气流扰动的舰载机着舰引导与控制系统，其特征在于所述的高速通用计算机内设有甲板运动补偿计算子模块、理想轨迹子模块、轨迹误差信号计算子模块、数据稳定处理子模块、飞机动力学信息子模块和导引律计算子模块，其中与雷达稳定平台双向相连的甲板运动补偿计算子模块经轨迹误差信号计算子模块分别连接导引律计算子模块及显示平台和数据编码发射机；数据稳定处理子模块的输入端分别与雷达稳定平台和跟踪雷达相连，数据稳定处理子模块的输出端与轨迹误差信号计算子模块的输入端相连接；导引律计算子模块的输入端连接于轨迹误差信号计算子模块和飞机动力学信息子模块，导引律计算子模块的输出端连接于数据编码发射机；理想轨迹子模块连接于轨迹误差信号计算子模块。

3.一种基于权利要求1所述的抑制舰尾气流扰动的舰载机着舰引导与控制系统的控制方法，其特征在于，包括纵向引导控制方法和侧向引导控制方法：

（一）所述纵向引导控制方法包括纵向高度引导控制方法和纵向姿态控制方法，

1）纵向高度引导方法是在高速通用计算机的导引律计算子模块中，引入飞机飞行高度变化率                                                为主反馈，有效地抑制舰尾气流扰动对飞机着舰的影响，具体方法是，依据引导律表达式，构建轨迹控制器，实现飞机飞行高度变化率的反馈，达到抑制舰尾气流扰动对飞机着舰的影响，该轨迹控制器的引导律的表达式为：

式中，K_P为比例项增益，K_i为积分项增益，K_d为微分项增益，K_dd为二次微分项增益，K₀为总增益，H_com为飞机飞行参考高度指令信号，H为飞机飞行实际高度反馈信号，s为复变量，其中K_P、K_i、K_d、K_dd、K₀通过飞机飞行的实际高度反馈信号增益△H对飞机飞行参考高度指令信号增益△H_com的响应进行寻优获得；

2）纵向姿态控制方法是在传统上以姿态控制为主的传统飞行控制系统的控制律中加入飞机飞行高度变化率反馈和飞机飞行实际高度信号二次微分信号反馈，构建纵向姿态控制器，该纵向姿态控制器的控制律表达式为：

式中，为升降舵回路传递函数，为姿态控制参数，通过根轨迹设计方法，来确定姿态控制参数，为飞机飞行实际高度变化率增量，为飞机飞行实际俯仰角速率增量，为飞机飞行实际高度变化率增量，为飞机飞行参考高度变化率增量，为飞机飞行实际高度信号增量的二次微分；

（二）所述侧向引导控制方法，包括侧向偏离引导方法和侧向姿态控制方法：

（1）侧向偏离引导方法是在高速通用计算机的导引律子计算模块中，引入侧向偏离速率的反馈信息，构建侧向轨迹控制器，该侧向轨迹控制器的引导律的表达式为：

式中，为比例项增益、为积分项增益、为微分项增益、为总增益、s为复变量、y为与甲板中心线的侧偏离、y_com为期望的与甲板中心线侧偏离指令;

（2）侧向姿态控制方法是在高速通用计算机导引律计算子模块中，引入侧向偏离速率的反馈信息，构建侧向姿态控制器，该侧向姿态控制器的控制律的表达式：

式中，为滚转角增量，为滚转角速度增量，为偏航角速度增量，为洗出网络，为迎角基准值，为侧滑角增量，为控制参数，可以通过根轨迹方法获得， 为常数，s为复变量，△y_com为期望的侧偏离速率指令。