現代飛行控制系統設計（簡體書）

本書重點介紹了現代飛行控制系統的設計方法和近年來飛行控制系統的新發展和新技術。全書共分為8章。第1章，飛行動力學；第2章，現代飛行品質及其評價方法；第3章，LQG／LTR設計方法；第4章，定量反饋理論(QFT)設計方法；第5章，特徵結構配置方法；第6章，電傳飛行控制系統；第7章，主動控制技術；第8章，其他現代飛行控制系統。 本書大部分內容是結合作者多年科研成果編寫而成的。本書可用做導航、制導與控制學科研究生的教材，也可用做高年級本科生及相關專業科技工作者的參考書。

第1章 飛行動力學
1.1 引言
1.2 描述飛機運動常用坐標系和常用運動參數
1.2.1 坐標系的定義
1.2.2 常用坐標系之間的轉換
1.3 作用在飛機上的力和力矩
1.3.1 空氣動力和力矩
1.3.2 飛機的操縱機構及其偏轉極性
1.3.3 縱向氣動力和力矩
1.3.4 橫側向氣動力和力矩
1.4 飛機的運動方程
1.4.1 基本假設
1.4.2 基本動力學方程
1.4.3 運動學方程
1.4.4 飛機運動方程的線性化
1.5 飛機縱向運動和橫側向運動方程及其線性化
1.5.1 縱向運動方程
1.5.2 縱向運動方程線性化
1.5.3 飛機的橫側運動
1.6 飛機縱向運動和橫側向運動的傳遞函數和典型運動模態
1.6.1 飛機縱向運動的典型示例、擾動運動的兩種模態
1.6.2 縱向運動模態及其物理成因
1.6.3 縱向運動的傳遞函數
1.6.4 橫側向運動的傳遞函數
1.6.5 飛機橫側運動典型示例
1.6.6 荷蘭滾模態、螺旋和滾轉模態
小結
復習思考題
參考文獻
第2章 現代飛行品質及其評價方法
2.1 概述
2.2 飛機飛行品質規範的基本體制
2.2.1 飛機的分類
2.2.2 飛行任務階段的種類
2.2.3 飛行品質的等級
2.3 飛機的穩定性和操縱性
2.4 飛機飛行品質的常用評價準則
2.4.1 等效系統的概念、原理和方法
2.4.2 俯仰軸的飛行品質評價準則
2.4.3 飛機法向飛行軌跡軸的要求
2.4.4 飛機縱向速度軸的要求
2.4.5 飛機滾轉軸的飛行品質評價準則
2.4.6 航向軸的飛行品質評價準則
2.5 人-機閉環系統
小結
復習思考題
參考文獻
第3章 LQG／LTR設計方法
3.1 多變量頻域技術
3.1.1 靈敏度與補靈敏度
3.1.2 頻域性能指標
3.2 觀測器設計
3.3 卡爾曼濾波器
3.4 基於分離定理的動態調節器設計
3.5 線性二次型調節器的穩定裕度
3.6 回路傳遞恢復
3.7 飛行控制律設計實例
3.7.1 俯仰姿態保持控制律設計
3.7.2 協調轉彎控制律設計
小結
復習思考題
參考文獻
第4章 定量反饋理論(QFT)設計方法
4.1 定量反饋理論基礎
4.1.1 Nichols圖
4.1.2 Nyquist穩定判據
4.1.3 閉環系統性能指標
4.2 LTI／SISO系統QFT設計原理和步驟
4.2.1 QFlT的設計結構
4.2.2 對象模板
4.2.3 性能指標設計
4.2.4 邊界的種類與計算
4.2.5 復合邊界
4.2.6 回路整定
4.2.7 前置濾波器設計
4.2.8 QFT設計步驟小結
4.3 LTI／MIMO系統的QFT設計
4.3.1 問題描述
4.3.2 MIMO系統到MISO系統的等效分解
4.3.3 近似不相關設計方法
4.3.4 設計步驟
4.4 非最小相位／不穩定系統的QFT設計
4.5 飛行控制律設計實例
4.5.1 俯仰姿態保持控制律設計
4.5.2 協調轉彎控制律設計
小結
復習思考題
參考文獻
第5章 特徵結構配置方法
5.1 特徵值和特徵向量對系統動態響應的影響
5.2 全狀態反饋
5.3 輸出反饋
5.3.1 問題描述
5.3.2 特徵向量的可配置性
5.3.3 反饋增益矩陣算法
5.4 飛行控制律設計實例
5.4.1 俯仰姿態保持控制律設計
5.4.2 協調轉彎控制律設計
5.4.3 飛行品質評價
小結
復習思考題
參考文獻
第6章 電傳飛行控制系統
6.1 飛行控制系統的發展
6.2 電傳飛行控制系統的特點
6.3 電傳飛行控制系統的余度技術
6.3.1 概述
6.3.2 余度設計方法
6.3.3 余度配置
6.3.4 余度管理
6.4 電傳飛行控制系統的結構
6.4.1 空客A320飛機電傳飛行控制系統
6.4.2 空客A340飛機電傳飛行控制系統
6.4.3 空客A380飛機電傳飛行控制系統
6.4.4 F-16飛機電傳飛行控制系統
6.5 電傳飛行控制系統的控制律結構
6.5.1 控制律的余度
6.5.2 正常控制律結構
6.5.3 備選控制律結構
6.5.4 直接控制律結構
小結
復習思考題
參考文獻
第7章 主動控制技術
7.1 概述
7.2 放寬靜穩定性
7.2.1 飛機靜穩定性的定義
7.2.2 放寬靜穩定性的原因
7.2.3 放寬靜穩定性的實現
7.2.4 常用的補償方式
7.3 直接力控制
7.3.1 概述
7.3.2 直接升力的產生
7.3.3 直接升力的作用點及非常規縱向機動模態
7.3.4 直接側力的產生
7.3.5 直接側力的作用點及非常規側向機動模態
7.3.6 直接阻力／推力控制
7.3.7 飛行控制系統設計實例
7.4 飛行邊界保護
7.4.1 邊界保護簡介
7.4.2 法向過載限制
7.4.3 迎角限制
7.4.4 空速限制
7.4.5 俯仰姿態邊界保護
7.4.6 傾斜角限制
7.4.7 側滑角限制
7.4.8 邊界迎角控制律設計與仿真
7.5 機動載荷控制
7.5.1 大型飛機的機動載荷控制
7.5.2 殲擊機的機動載荷控制
7.5.3 AFTI／F-16的機動載荷控制實現方案
7.6 陣風減緩及改善乘坐品質
7.6.1 概述
7.6.2 陣風
7.6.3 大氣紊流
7.6.4 陣風減緩系統
7.7 主動顫振抑制
7.7.1 顫振機理分析
7.7.2 主動顫振抑制系統
7.7.3 主動顫振抑制的頻率加權最優二次型方法
7.7.4 主動顫振抑制的魯棒控制方法
小結
復習思考題
參考文獻
第8章 其他現代飛行控制系統
8.1 光傳飛行控制系統
8.1.1 光傳飛行控制系統的發展
8.1.2 光傳飛行控制系統的特點
8.1.3 光傳飛控系統實現的關鍵技術
8.2 飛行器管理系統
8.2.1 VMS的組成
8.2.2 VMS的綜合
8.2.3 先進戰鬥機的飛行器管理系統
8.2.4 小結
8.3 自修復飛行控制系統
8.3.1 自修復飛控系統的結構和功能
8.3.2 自修復飛控系統的研究進展
8.4 綜合控制系統
8.4.1 概述
8.4.2 綜合飛行／推進控制系統
8.4.3 綜合飛行／火力控制系統
8.4.4 綜合飛行／火力／推進控制系統
小結
復習思考題
參考文獻