[发明专利]一种自动着舰纵向飞行控制系统参数获取方法

权利要求书

1.一种自动着舰纵向飞行控制系统参数获取方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1、将描述舰载机着舰纵向运动的线性小扰动模型作为被控对象，基于F/A-18A舰载机自动着舰纵向控制律构建自动着舰纵向飞行控制系统模型；

步骤2、根据舰载机着舰控制的精度要求并参考F/A-18A舰载机自动着舰性能测试结果，设定自动着舰纵向飞行控制系统参数校正目标；

步骤3、基于所构建的模型计算出俯仰角速率控制回路的传递函数，并根据控制理论中的稳定性判据缩小俯仰角速率控制回路参数K_Q、K_I和K_P的取值范围；

步骤4、优化俯仰角速率控制回路对幅度0.01rad角速率指令的阶跃响应，当优化结果与F/A-18A舰载机自动着舰俯仰角速率控制回路的性能测试情况相接近时可停止优化，获得俯仰角速率控制回路的参数；

步骤5、固定步骤4得到的参数校正结果，以F/A-18A舰载机着舰阶段垂直速度响应性能为优化目标，通过优化自动驾驶仪对高度变化率偏差指令的阶跃响应校正自动驾驶仪中待定参数；

步骤6、固定步骤4、步骤5得到的参数校正结果，对进场功率补偿系统APCS参数进行校正，主要是调节K_e和K_αP两个控制增益；

步骤7、固定步骤6得到的参数校正结果，再进行步骤5，之后重复进行步骤6和5的操作，直到高度变化率和迎角的响应都达到参数校正目标为止；

步骤8、固定步骤7得到的参数校正结果，通过优化舰载机进场高度的阶跃响应来校正引导律参数K_H。

2.根据权利要求1所述自动着舰纵向飞行控制系统的参数获取方法，其特征在于，在步骤1中，所述将描述舰载机着舰纵向运动的线性小扰动模型作为被控对象具体为：

采用能描述舰载机着舰纵向运动的线性小扰动模型作为被控对象，其表达式为：

其中：

x＝[Δv_I Δα_I Δq Δθ Δh]^T，u＝[Δδ_e Δδ_c Δδ_p]^T，v_I表示

地速；α_I表示地速迎角或称惯性迎角；q表示俯仰角速度；θ表示俯仰角；h表示高度；n_z表示法向过载；γ表示航迹角；控制向量u中的3个分量依次表示升降舵偏转、鸭翼偏转、有效油门开度的扰动量；Δ表示物理量与其基准值的偏差量，下标“*”表示变量基准值；矩阵A-F均为常值矩阵。

3.根据权利要求1所述自动着舰纵向飞行控制系统的参数获取方法，其特征在于，在步骤1中，所述F/A-18A舰载机自动着舰纵向控制律的外回路是引导律，内回路包括自动驾驶仪和进场功率补偿系统APCS，其中自动驾驶仪包含了俯仰角速率控制回路；

所述APCS控制律表达式为：

式中，δ_ec为升降舵俯仰指令；K_αP、K_αI、K_e、K_q、K_nz均为控制增益。

4.根据权利要求1所述自动着舰纵向飞行控制系统的参数获取方法，其特征在于，在步骤4中，优化前，应根据步骤3的计算结果选择参数取值范围，将阶跃响应的性能指标设置为：调节时间不大于3s、稳态误差1％、超调量小于200％。

5.根据权利要求1所述自动着舰纵向飞行控制系统的参数获取方法，其特征在于，在步骤6中，根据F/A-18A舰载机在着舰阶段的迎角控制能力，设定校正目标为：舰载机迎角在响应高度变化率阶跃指令后回到标称值的时间不超过5s。

6.根据权利要求1所述自动着舰纵向飞行控制系统的参数获取方法，其特征在于，在步骤8中，根据舰载机着舰轨迹纠偏的一般要求，选取阶跃响应性能指标为超调量3％以内、调节时间不大于8s、稳态误差1％以内，并综合考虑该状态响应的超调量和调节时间来最终确定引导律参数K_H。