参数空间方法与飞行控制系统

参数空间方法与飞行控制系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:航空工业
作者:杨军
出品人:
页数:160
译者:
出版时间:2008-1
价格:26.00元
装帧:
isbn号码:9787802430716
丛书系列:
图书标签:
  • 运动控制
  • 航天专业
  • 电气
  • 控制
  • 飞行控制
  • 参数空间
  • 控制系统
  • 航空工程
  • 自动控制
  • 稳定性
  • 动态响应
  • 建模
  • 优化
  • 鲁棒性
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具体描述

《参数空间方法与飞行控制系统》系统、全面地介绍了参数空间方法的发展、参数空间方法的主要理论成果以及参数空间方法在飞行控制系统设计中的应用。共分11章,主要内容包括参数空间方法的发展概况,单变量系统、多变量系统以及非线性系统的参数空间方法理论成果,参数空间方法在空空导弹、反坦克导弹、制导炸弹、倾转旋翼机控制系统设计中的应用以及参数空间方法在无人机飞行控制系统、导弹制导系统容错控制中的应用等。

《参数空间方法与飞行控制系统》并非一本介绍参数空间方法在飞行控制系统中应用的图书。 本书的内容聚焦于航空器动力学基础、现代控制理论及其在飞行品质和性能优化中的应用,是一本旨在为航空航天工程领域的研究者、工程师和高年级本科生提供扎实理论基础和深入实践指导的专著。 第一部分:航空器动力学与建模 本部分将系统地阐述航空器的气动特性、推进系统以及结构动力学,为后续的控制系统设计奠定坚实的基础。 章节一:航空器气动特性 介绍了不同飞行状态下(如亚声速、跨声速、超声速和高超声速)航空器的气动布局、升力、阻力、力矩的产生机制及其数学描述。 深入探讨了空气动力导数(如俯仰力矩导数、侧滑导数等)的概念、测量方法和在不同飞行条件下的变化规律,以及这些导数对飞行控制系统的影响。 详细讲解了飞行器的参考坐标系、欧拉角和四元数在描述姿态动力学中的应用,以及如何建立线性化和非线性化的航空器运动方程。 章节二:推进系统与结构动力学 分析了喷气式发动机和螺旋桨发动机的工作原理,以及推力、燃油消耗率等关键参数的数学模型。 考虑了航空器结构弹性效应(如机翼颤振)对飞行控制的影响,介绍了结构动力学方程及其与气动力的耦合。 讨论了燃油消耗、载荷分配等对航空器整体动力学特性的影响。 章节三:飞行状态与性能分析 阐述了飞行包线、稳态飞行特性(如爬升、下降、盘旋)的分析方法。 介绍了燃油效率、航程、航时等性能指标的计算和优化。 分析了极端飞行条件(如失速、涡流)下的航空器行为。 第二部分:现代控制理论及其应用 本部分将系统地介绍现代控制理论的核心概念,并重点探讨其在飞行控制系统设计中的具体应用。 章节四:状态空间方法 详细阐述了线性定常系统的状态空间表示、传递函数与状态空间之间的转换。 介绍了系统的可控性、可观测性概念及其判断方法,以及这些概念在控制器设计中的重要性。 深入讲解了极点配置(Pole Placement)技术,如何通过状态反馈实现期望的系统动态响应。 章节五:线性二次调节器(LQR)与最优控制 介绍了最优控制的基本思想,以及如何定义性能指标函数。 详细推导了线性二次调节器(LQR)的设计方法,包括求解Riccati方程,并讨论了Q和R矩阵选择对控制性能的影响。 探讨了LQR在提高飞行稳定性、响应速度和减少控制能量方面的优势。 章节六:卡尔曼滤波与状态估计 介绍了随机系统模型和噪声对系统性能的影响。 详细阐述了卡尔曼滤波(Kalman Filter)的原理、预测-更新过程,以及如何设计最优状态估计器。 讨论了扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter, EKF)在非线性系统状态估计中的应用,以及其在实际飞行控制中的重要性,如姿态和位置估计。 章节七:鲁棒控制与模型预测控制 介绍了不确定性系统(如模型误差、参数摄动)对控制系统性能的影响,以及鲁棒控制的目标。 讲解了H-无穷(H-infinity)控制的基本思想,如何设计能够容忍一定模型不确定性的控制器。 详细介绍了模型预测控制(MPC)的概念,包括预测模型、滚动优化和控制律生成,以及MPC在应对约束和预测性控制方面的优势。 第三部分:飞行控制系统设计与实现 本部分将结合前两部分的理论知识,专注于飞行控制系统的具体设计流程、关键技术和实际应用。 章节八:飞行控制律设计 基于状态空间方法,详细介绍了如增稳系统(Stability Augmentation System, SAS)、指令跟踪系统(Command Augmentation System, CAS)的设计原理。 探讨了俯仰、偏航、滚转和升降等基本飞行通道的控制律设计。 介绍了自动驾驶仪(Autopilot)的实现,包括高度保持、航向保持、速度控制等功能的设计。 章节九:现代飞行控制系统技术 深入探讨了推力向量控制(Thrust Vector Control, TVC)在提升机动性和控制能力方面的作用,以及相关的控制策略。 介绍了先进的飞行控制技术,如自适应控制(Adaptive Control)和智能控制(Intelligent Control),以及它们如何应对非线性、时变和不确定性。 探讨了飞行控制计算机的硬件架构、软件设计原则和冗余设计。 章节十:仿真与实验验证 详细介绍了飞行模拟器的构建和使用,包括高保真模型、环境模拟和人机交互。 讨论了飞行控制算法在不同飞行状态下的仿真测试方法和性能评估指标。 介绍了地面半实物仿真(Hardware-in-the-loop simulation, HIL)和实际飞行试验的关键步骤和注意事项。 本书特色: 理论与实践紧密结合:在介绍经典控制理论的同时,大量引用实际航空器型号的案例,展示理论在工程实践中的应用。 数学严谨性与工程可操作性并重:在保证数学推导严谨性的基础上,注重控制算法的可实现性和工程化考量。 前沿技术介绍:涵盖了模型预测控制、自适应控制等现代飞行控制领域的前沿技术,为读者提供最新的研究视角。 丰富的图表与示例:书中配有大量的系统框图、时域/频域响应曲线、性能评估图表,以及具体的数值算例,便于读者理解和掌握。 通过对本书的学习,读者将能够系统地理解航空器的动力学特性,掌握现代控制理论在飞行控制系统设计中的应用方法,并能独立进行初步的飞行控制系统设计与分析。

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读后感

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用户评价

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作为一个对飞行器设计和控制理论都有一定了解的读者,我对《参数空间方法与飞行控制系统》这个书名产生了浓厚的兴趣。飞行控制系统是现代航空器性能和安全的关键所在,而如何设计出既能满足高性能要求,又能具备良好鲁棒性的控制系统,一直是一个充满挑战的课题。特别是当今的飞行器,其设计越来越复杂,飞行环境也越来越多样化,这使得传统的控制方法在面对一些极端情况时显得力不从心。我非常期待这本书能够深入探讨“参数空间方法”在解决这些问题中的作用。我猜想,这本书可能会详细介绍如何构建和分析与飞行控制系统相关的参数空间,并且展示如何在这个空间中有效地搜索和优化控制参数,以达到最优的飞行性能。这可能涉及到一些先进的数学工具和计算方法,例如多目标优化、全局优化算法,或者是在不确定性下进行参数配置的技术。

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阅读《参数空间方法与飞行控制系统》这个书名,我立刻联想到的是在设计高精度、高可靠性飞行控制系统时所面临的挑战。尤其是在现代航空器,如无人机、高超音速飞行器等,其设计参数众多,且参数之间的相互影响复杂,传统的设计方法往往难以应对。因此,我非常期待这本书能够深入阐述“参数空间方法”如何为解决这些挑战提供有效的途径。我猜想,这本书会提供一套系统化的框架,帮助我们理解和分析飞行控制系统的参数空间,以及如何在这个空间中进行有效的优化和配置。这可能涉及到对飞行器动力学模型的深入分析,以及应用先进的数学和计算技术来搜索最优的参数组合,以期达到最优的性能指标,同时保证系统在各种工况下的稳定性和鲁棒性。

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作为一名对航空航天技术充满热情的人,我一直对飞行控制系统如何实现复杂动态的精确控制以及如何应对各种干扰和不确定性感到着迷。这本书的标题——《参数空间方法与飞行控制系统》——正是触及了我最感兴趣的核心领域。我猜想,这本书将深入探讨如何构建一个能够全面描述飞行控制系统性能的“参数空间”,并且在这个空间中找到最优的控制参数。这不仅仅是简单的参数调整,而是一种系统性的方法,能够帮助工程师理解不同参数组合对飞行器整体性能的影响,以及如何在这种影响中找到最佳的平衡点。我期待它能够提供一些实用的方法论和技术,能够帮助我们在实际的飞行控制系统设计和调试过程中,更高效、更科学地进行参数选择和优化,从而提升飞行器的性能和安全性。

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我非常好奇《参数空间方法与飞行控制系统》这本书是否会提供一种全新的视角来理解和解决飞行控制系统设计中的难题。在实际的工程实践中,飞行控制系统的设计往往需要权衡各种矛盾的性能指标,例如响应速度、稳定裕度、抗干扰能力等等。而这些性能的实现,很大程度上取决于各种设计参数的取舍。这些参数共同构成了一个复杂的“参数空间”,在其中进行有效的搜索和优化,以找到满足所有需求的最佳参数组合,是决定系统成功与否的关键。我希望这本书能够详细阐述“参数空间方法”的具体含义和应用,以及它如何帮助工程师系统地理解和利用这个空间。这可能包括如何识别关键参数、如何定义合理的参数搜索范围,以及如何利用先进的算法在参数空间中高效地找到最优解。

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作为一名对航空技术有浓厚兴趣的普通读者,我对《参数空间方法与飞行控制系统》这个书名感到十分新奇和期待。我一直很好奇,究竟是什么样的“参数空间方法”,能够如此系统地应用于复杂的飞行控制系统设计之中。飞行控制系统,在我看来,是让飞行器能够精准、稳定地翱翔蓝天的关键。而“参数空间”这个词,让我联想到的是一个由各种可能参数组合构成的广阔领域,在其中寻找最佳的解决方案,就像是在一片未知的星空中寻找最亮的星辰。我希望这本书能够详细解释这个“参数空间”是如何构建的,它包含了哪些关键的参数,以及如何运用“参数空间方法”来有效地设计和优化飞行控制系统,从而提高飞行器的性能、安全性和可靠性。

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我对这本书的兴趣,很大程度上源于它所提出的“参数空间方法”这一概念。在实际的飞行控制系统设计过程中,工程师们常常需要面对大量的设计参数,例如 PID 控制器的比例、积分、微分增益,状态空间方法的反馈矩阵,或者更复杂的非线性控制器的参数。这些参数的选择对飞行器的动态响应、稳定性和鲁棒性有着至关重要的影响。然而,这些参数之间并非孤立存在,它们往往相互关联,形成一个高维的参数空间。如何在这样一个复杂的空间中有效地搜索最优参数,以满足各种性能指标和约束条件,一直是飞行控制领域的一个核心挑战。我希望这本书能够提供一种系统化的方法,能够帮助我们理解和分析这个参数空间,识别出对系统性能影响最大的关键参数,并能够高效地找到满足设计要求的参数组合。这种方法论如果能够有效地处理参数之间的耦合关系,并考虑实际飞行中的各种不确定性,那将非常有价值。

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这本书的标题《参数空间方法与飞行控制系统》立刻勾起了我对飞行控制领域深层技术的好奇心。在我看来,飞行控制系统的设计是一个极其精细且充满挑战的过程,它需要工程师们在无数的参数调整中,寻找那个能够完美平衡性能、稳定性和鲁棒性的“甜蜜点”。而“参数空间方法”这个词,似乎预示着一种系统化、结构化的探索方式,能够帮助我们更全面地理解和驾驭这些复杂的参数关系。我非常期待这本书能够深入解析如何定义和分析这个“参数空间”,以及如何利用它来优化飞行控制系统的设计。这可能涉及到对系统模型、性能指标以及各种约束条件的深刻理解,并且可能需要应用一些先进的数学工具和算法来指导参数的搜索和配置,从而最终实现更先进、更可靠的飞行控制。

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我一直认为,飞行控制系统是现代航空器能够安全、高效飞行的基石。从大型客机到高性能战斗机,再到新兴的无人机和eVTOL(电动垂直起降飞行器),对控制系统的要求都在不断提高。这些系统不仅需要精确地执行指令,还需要在面对风切变、发动机故障、气动参数变化等各种突发情况时,能够迅速、准确地做出反应,保持飞行姿态的稳定,甚至自主地完成规避动作。因此,我非常关注那些能够提供更强大、更灵活控制解决方案的方法。这本书的标题,特别是“参数空间方法”这一部分,让我对它可能提供的洞察力充满了期待。我猜想,它会深入探讨如何定义和探索一个能够涵盖所有可能操作条件和系统状态的“参数空间”,并且展示如何在这个空间中找到最优的控制参数组合。这可能涉及到复杂的数学建模、优化算法,甚至可能包括人工智能或机器学习在参数优化中的应用。如果这本书能够提供一套行之有效的方法论,帮助我们系统地理解和驾驭这些复杂性,那将是对飞行控制领域极大的贡献。

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这本书的标题——《参数空间方法与飞行控制系统》——一下子就抓住了我的注意力。作为一名对航空航天领域抱有浓厚兴趣的读者,我一直对现代飞行控制系统如何应对日益复杂的飞行环境感到好奇。从最初的机械式操纵杆,到如今的电传飞控,再到未来可能出现的更智能、更自主的飞行管理系统,其核心技术的发展历程总是充满了挑战和创新。这本书的标题暗示了一种非常深入且结构化的研究方法,特别是“参数空间方法”这个词,让我联想到的是对系统行为进行全面、系统化的分析和优化,而不是仅仅停留在表面的控制律设计。我期待它能够揭示在设计和实现高性能、高鲁棒性飞行控制系统时,如何有效地探索和利用“参数空间”的丰富性。通常,飞行控制系统的设计涉及大量的参数调整,例如增益、阻尼比、极点配置等等,而这些参数之间往往存在复杂的相互依赖关系。一个好的参数空间方法,应该能够帮助工程师系统地理解这些参数变化对飞行器整体性能的影响,从而找到最优的工作点,或者是在各种扰动和不确定性下都能保持稳定和高效的控制策略。

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这本书的标题——《参数空间方法与飞行控制系统》——立刻吸引了我的目光,因为它触及了飞行控制工程中最核心的挑战之一:如何在一个充满不确定性和约束条件的复杂环境中,系统地设计出最优的控制策略。现代飞行器,无论是高速飞机还是低速无人机,都需要在各种飞行条件下保持稳定和精确的响应。这通常意味着需要调整大量的控制参数,而这些参数的选择往往不是独立的,它们共同定义了一个多维度的“参数空间”。探索和理解这个参数空间,找到能够最优地平衡性能、稳定性和鲁棒性的参数组合,是确保飞行安全和效率的关键。我非常期待这本书能够为我揭示如何系统性地处理这些参数,以及如何在这个复杂的“参数空间”中进行有效的搜索和优化。这可能涉及到对系统动力学的深刻理解,以及运用先进的数学和计算工具来解决参数配置问题。

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