[发明专利]特征结构配置飞行控制律计算机辅助设计系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种计算机辅助设计系统，特别是涉及一种特征结构配置飞行控制律计算机辅助设计系统。

【背景技术】

无论对于军用战斗机还是民用飞机，飞行控制系统设计一直是飞行器设计的重要内容之一。随着先进布局和新技术的应用、飞行包线不断扩展、机动能力不断提高，现代飞机飞行控制呈现出多学科、多约束、多准则、高风险的特点，给控制律设计带来巨大挑战。特征结构配置作为一种现代多变量控制理论，其设计指标与飞行品质要求直接联系、控制器结构简单、利用系统全部自由度满足多约束要求，具有非常大的工程应用价值。

正是由于特征结构配置设计飞行控制律的优势，世界许多国家和地区都已针对该项技术展开深入研究和工程应用。美国空军莱特实验室(U.S.Air Force Wright Laboratories)的“Application ofMultivariable Control Theory to Aircraft Control Laws(多变量控制理论在飞机控制律中的应用)”项目、欧洲航空研究与技术委员会(Group for Aeronautical Research and Technology in Europe，GARTEUR)的“Robust control design methods(具有鲁棒性的控制设计方法)”项目、NASA的一系列“High-Angle-of-Attack Research(大迎角研究)”项目中均对特征结构配置飞行控制律设计进行了深入研究。目前，特征结构配置方法已经在F-22、B-2、A320、A340等飞机获得成功应用，获得了满意的飞行品质。

然而，具有工程应用价值的特征结构配置飞行控制律设计是一项复杂繁琐、针对性强、难度较大的工作。飞行控制律设计是航空业核心技术之一，国外工程应用的基于特征结构配置飞行控制律设计严格保密。波音公司在总结现代多变量控制理论设计飞行控制律的工程经验时，他们提到以下要求：应把现代多变量控制技术与经典技术及灵敏度分析技术结合起来、应建立和确定可将实际设计要求转换为求解的数学表达式的实际指导规则、应对工程技术人员进行现代多变量控制技术应用的有效训练、应开发和发展人机界面非常友好的设计软件。根据以上要求，进行具有工程应用价值特征结构配置飞行控制律设计时，要求设计人员同时对特征结构配置、飞行品质、飞行性能、优化算法、灵敏度分析技术、电传控制律设计等多个领域的专业知识要求较高，一般设计人员无法胜任该项工作，这无疑又增加了特征结构配置飞行控制律设计的应用难度。

因此，如何根据飞机相关模型数据，利用特征结构配置快速、准确地设计飞机的纵向、横侧向飞行控制律，并进行仿真验证，得到满足控制能量、敏捷性、鲁棒性、飞行品质等的电传飞行控制律，已经成为特征结构配置飞行控制律设计工程应用需要首先解决的问题。

鉴于以上所述，本发明的主要目的是提供一种特征结构配置飞行控制律辅助设计系统，其可应用于计算机系统上，具有良好的人机交互界面，以便于辅助设计人员高效率地完成特征结构配置飞行控制律的设计工作。设计人员仅需根据设计科目操作视窗的提示输入指定的参数，即可完成特征结构配置纵向控制律设计与仿真、横侧向控制律设计与仿真，设计结果以图形、数据等输出形式呈现给设计人员，据此进行多目标控制律设计的优化和选取，并进行电传控制律的设计与仿真。

本发明的特征结构配置飞行控制律计算机辅助设计系统，适用范围广，是一种通用的计算机辅助设计系统；且该系统操作简便，设计结果清晰直观，便于设计人员使用。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种特征结构配置飞行控制律计算机辅助设计系统，其可应用于计算机系统上，辅助设计人员高效率地完成飞机特征结构配置飞行控制律的设计工作。