第1章 緒論 1.1 研究背景和意義 1.1.1 研究背景 1.1.2 研究目的與意義 1.2 多操縱面控制分配技術綜述 1.2.1 多操縱面控制分配技術的發展歷程 1.2.2 常見飛行器操縱面的配置情況 1.2.3 線性過驅動系統分配方法的研究現狀 1.2.4 控制分配研究的新進展與應用第2章 多操縱面飛機的數學模型 2.1 多操縱面飛機的運動方程 2.2 推力矢量機構 2.2.1 推力矢量偏轉角的定義 2.2.2 推力矢量產生力和力矩的計算 2.3 多操縱面飛機控制分配問題的描述 2.4 Admire飛機模型 2.4.1 Admire模型介紹 2.4.2 Admire配平與線性化 2.5 多操縱面布局飛機控制一分配系統結構分析 2.6 多操縱面布局飛機過驅動系統數學模型的提取 2.6.1 根據氣動力矩計算式提取控制效能矩陣 2.6.2 根據線性化小擾動方程提取控制效能矩陣第3章 轉矩可達集的求解 3.1 二維轉矩可達集求解 3.2 三維轉矩可達集求解 3.3 奇異分配系統轉矩可達集求解 3.3.1 Ⅱ型奇異分配系統的AMS構成分析 3.3.2 Ⅱ型奇異分配系統的AMS求解 3.3.3 Ⅰ型奇異分配系統的AMS求解第4章 廣義逆類分配方法研究 4.1 偽逆法與加權偽逆法 4.1.1 偽逆法 4.1.2 加權偽逆法 4.2 廣義逆類分配方法的局限性 4.2.1 偽逆法和加權偽逆法轉矩可達集求解 4.2.2 三種分配方法轉矩可達集的求解算例 4.3 再分配偽逆法與串接鏈分配法 4.3.1 再分配偽逆法 4.3.2 串接鏈分配法 4.4 非凸廣義逆類分配方法轉矩可達集求解 4.4.1 求解思路 4.4.2 再分配偽逆法與串接鏈法轉矩可達集的求解算例 4.5 基于廣義逆類分配法的飛行控制系統設計 4.5.1 控制分配的工程化設計 4.5.2 仿真分析第5章 基于遺傳算法的廣義逆陣優化設計 5.1 遺傳算法等啟發式算法簡介 5.1.1 啟發式優化算法研究概況 5.1.2 遺傳算法的基本概念及操作 5.2 基于小生境遺傳算法的分配陣優化設計 5.2.1 問題描述 5.2.2 基于小生境遺傳算法的廣義逆陣優化 5.2.3 仿真算例 5.3 基于小生境遺傳算法的加權偽逆陣優化設計 5.3.1 基于小生境遺傳算法的加權偽逆優化 5.3.2 仿真算例 5.3.3 優化結果的應用推廣 5.4 基于遺傳算法的廣義逆陣裁剪設計 5.4.1 廣義逆的定向裁剪 5.4.2 廣義逆的定區域裁剪 5.4.3 仿真算例第6章 幾何類分配方法 6.1 直接幾何法 6.1.1 受限分配問題凸包絡的求解 6.1.2 控制變量的求解 6.1.3 算例分析 6.2 面搜索算法 6.2.1 轉矩可達集的求解 6.2.2 對于指向面的搜索 6.2.3 算例分析 6.3 基于力矩旋轉的搜索分配算法 6.3.1 基于力矩旋轉的搜索分配算法原理 6.3.2 算例分析第7章 基于數學規劃的分配方法研究 7.1 基于線性規劃的控制分配問題研究 7.1.1 線性規劃法及其算法描述 7.1.2 仿真分析 7.2 基于序列線性規劃的非線性分配求解 7.2.1 序列線性規劃的理論基礎與算法描述 7.2.2 仿真分析 7.2.3 兩類規劃算法的比較 7.3 基于MDDIFXP的二次規劃分配算法 7.3.1 基本不動點迭代的二次規劃方法 7.3.2 基于MDDIFXP的二次規劃分配算法原理 7.3.3 仿真分析第8章 基于智能優化算法的分配方法研究 8.1 基于粒子群尋優算法的控制分配問題研究 8.1.1 粒子群算法的理論基礎與算法描述 8.1.2 仿真分析 8.2 基于多種群遺傳算法的控制分配問題研究 8.2.1 多種群遺傳算法的理論基礎與算法描述 8.2.2 建模與仿真分析 8.3 基于魚群算法的控制分配問題研究 8.3.1 魚群算法的理論基礎與算法描述 8.3.2 建模與仿真分析第9章 操縱面偏轉角與三軸力矩系數關系的氣動分析 9.1 F-18戰斗機力矩系數-操縱面偏轉角擬合關系 9.2 力矩系數-操縱面偏轉角的單調非線性特性 9.2.1 單調非線性特性分析與求解 9.2.2 仿真分析 9.3 力矩系數一操縱面偏轉角的非單調非線性特性 9.3.1 非單調非線性特性分析與求解 9.3.2 仿真分析 9.4 力矩系數一操縱面偏轉角的耦合非線性特性 9.4.1 耦合非線性特性分析與求解 9.4.2 算例分析第10章 多操縱面的分配與管理方案設計 10.1 基于飛行任務的多操縱面分配管理方案 10.2 基于線性規劃的多操縱面分配算法 10.2.1 基于線性規劃的直接分配算法 10.2.2 仿真分析 10.3 基于線性規劃的多操縱面分配管理方案 10.3.1 多步線性規劃實現控制分配管理 10.3.2 控制分配管理的設計與實現 10.3.3 分配管理的驗證分析 10.4 基于轉矩可達集的多操縱面分配管理方案 10.4.1 基于轉矩可達集的多操縱面分配方案 10.4.2 仿真分析第1l章 基于多操縱面的重構控制系統設計 11.1 重構控制 11.1.1 重構控制概述 11.1.2 模塊化控制分配設計概述 11.2 基于多操縱面的重構控制 11.2.1 多操縱面重構控制的基本原理 11.2.2 控制分配進行重構的條件 11.3 多操縱面重構控制設計 11.3.1 操縱面卡死時分配律的設計 11.3.2 操縱面松浮時分配律的設計 11.3.3 操縱面損傷時分配律的設計 11.4 多操縱面重構控制仿真及分析 11.4.1 操縱面卡死 11.4.2 操縱面松浮 11.4.3 操縱面損傷第12章 推力矢量飛機超機動控制律設計 12.1 推力矢量技術概況 12.1.1 推力矢量技術及其特點 12.1.2 推力矢量裝置噴管的結構類型 12.2 推力矢量飛機模型及非線性動態逆控制方法簡介 12.2.1 推力矢量飛機模型簡介 12.2.2 非線性動態逆方法 12.3 非線性動態逆快回路及較慢回路控制律設計與仿真 12.3.1 快回路控制律構成及仿真 12.3.2 較慢回路控制律構成及仿真 12.4 兩類超機動動作的仿真 12.4.1 “眼鏡蛇”機動仿真 12.4.2 “矢量滾筒”機動仿真 12.5 控制分配技術與非線性動態逆的聯系(快回路)第13章 推力矢量與氣動操縱面的協調控制 13.1 傳統控制分配理論在矢量飛機上的應用 13.1.1 廣義逆類控制分配方法運用 13.1.2 數學規劃類控制分配方法運用 13.1.3 幾何類控制分配方法運用 13.2 氣動操縱面與矢量操縱面的分配與管理方案 13.2.1 基于飛行任務的矢量飛機分配管理方案 13.2.2 基于關鍵飛行狀態(迎角)切換的矢量飛機分配管理方案 13.2.3 基于基排序方法的矢量飛機分配管理方案第14章 無尾飛翼布局飛機的控制分配系統設計 14.1 研究對象簡介 14.2 無尾飛翼飛機氣動特性分析 14.2.1 縱向基本特性 14.2.2 橫側向基本特性 14.2.3 舵面操縱效率分析 14.3 無尾飛翼多操縱面飛機AMs求解 14.4 無尾飛翼飛機多操縱面控制分配系統設計 14.4.1 飛行控制律設計 14.4.2 基于偽逆法的分配律設計 14.4.3 基于加權偽逆法的分配律設計 14.4.4 基于不動點迭代法的分配律設計 14.4.5 基于SQP—CT的分配律設計 14.4.6 算法的分配效率對比 14.5 多操縱面控制分配系統品質評價 14.5.1 傳統評價指標計算 14.5.2 基于*大穩定角速率的品質評價方法 14.5.3 仿真分析附錄Ⅰ 無尾飛翼多操縱面無人機(方案A)附錄Ⅱ 無尾飛翼多操縱面無人機(方案B)附錄Ⅲ 無尾飛翼多操縱面無人機線性模型(方案B)參考文獻