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第1章 引言1

1.1 冗余控制执行机构1

1.2 概述3

参考文献5

第2章 飞机控制6

2.1 飞行动力学6

2.1.1 运动方程6

2.1.2 线性化的运动方程10

2.2 控制12

2.2.1 概述12

2.2.2 飞机控制执行机构14

2.2.3 飞机控制信号发生器17

2.3 后记18

参考文献19

第3章 控制律21

3.1 飞行品质21

3.1.1 必要条件22

3.1.2 满足飞行品质要求的控制律设计22

3.2 动态逆控制律22

3.2.1 基础22

3.2.2 方程类型24

3.2.3 被控方程24

3.2.4 运动学及其补充方程26

3.3 模型跟踪控制律28

3.4 “传统”控制律28

3.5 后记29

参考文献30

第4章 问题31

4.1 控制有效性31

4.2 约束32

4.3 控制分配32

4.3.1 控制分配问题33

4.4 后记33

参考文献34

第5章 控制分配几何结构35

5.1 允许控制35

5.1.1 概述35

5.1.2 对象36

5.1.3 交叉和合并38

5.1.4 凸包39

5.2 可达力矩39

5.3 二力矩问题44

5.3.1 面积计算48

5.4 三力矩问题49

5.4.1 确定φ349

5.4.2 体积计算56

5.5 最大值集合的意义58

5.5.1 作为不同方法比较的一个标准59

5.5.2 机动要求60

5.5.3 控制故障重新配置62

5.6 后记63

参考文献63

第6章 解64

6.1 在线解对比离线解64

6.1.1 在线解64

6.1.2 离线解64

6.2 最优和非最优解65

6.2.1 最大能力65

6.2.2 最大体积65

6.2.3 离优先最近65

6.2.4 不可达力矩66

6.3 优先解67

6.4 联动67

6.5 广义逆68

6.5.1 一般情况和P2的意义68

6.5.2 定制的广义逆72

6.5.3 “最好”广义逆73

6.5.4 伪逆73

6.5.5 包含广义逆的方法75

6.6 直接分配78

6.6.1 二力矩问题的直接方法79

6.6.2 针对三力矩问题的直接方法80

6.7 边和面搜索82

6.7.1 二维边搜索82

6.7.2 三维面搜索86

6.8 Banks方法88

6.8.1 找到初始三顶点90

6.8.2 确定一个新顶点91

6.8.3 代替一个旧的顶点91

6.8.4 终止算法93

6.9 线性规划93

6.9.1 配置控制分配为线性规划问题93

6.9.2 单纯形97

6.10 通过多种求解方法的可达力矩97

6.10.1 一般情况（三力矩问题）98

6.10.2 广义逆（二力矩和三力矩问题）99

6.11 实例108

6.11.1 广义逆108

6.11.2 直接分配115

6.11.3 边和面搜索118

6.11.4 Banks方法124

6.11.5 线性规划128

6.11.6 凸包体积计算130

6.12 后记133

参考文献133

第7章 帧方式控制分配135

7.1 概述135

7.2 路径依赖137

7.2.1 路径依赖实例138

7.3 全局相对于本地控制有效性143

7.4 复原145

7.4.1 增广B矩阵145

7.4.2 实现148

7.4.3 振荡148

7.4.4 最小范数复原150

第8章 控制分配和飞行控制系统设计156

8.1 动态逆期望加速度156

8.1.1 期望加速度156

8.1.2 指令和调节器实例158

8.2 最大值集合和控制律设计162

8.2.1 在设计过程中162

8.2.2 在一个成熟设计中166

8.2.3 非最优例子168

参考文献171

第9章 应用172

9.1 从设计X-35飞行控制系统获得的经验172

9.1.1 理论对比于实践172

9.2 冗余的使用173

9.2.1 优先解173

9.2.2 再次解决路径依赖问题174

9.3 设计约束174

9.3.1 轴优先次序174

9.3.2 结构载荷176

9.3.3 执行机构带宽177

9.3.4 增益限制和稳定裕度177

9.4 容错178

参考文献179

附录A 线性规划180

A.1 控制分配作为线性规划181

A.1.1 对于可达指令的优化182

A.1.2 对于不可达指令的优化182

A.2 线性规划问题的标准形式187

A.2.1 处理负的未知量188

A.2.2 处理不等式约束189

A.2.3 编写一个程序用于标准形式的控制分配190

A.2.4 有上界时修正的标准形式193

A.3 线性规划解的特征195

A.3.1 基础解196

A.3.2 退化的基础解197

A.3.3 基础可行解197

A.4 分配可行指令198

A.4.1 最小化一个优先解的误差199

A.4.2 最小化最大误差202

A.4.3 最优化线性次要目标206

A.5 构造控制分配器用于可行和不可行解207

A.5.1 双分支207

A.5.2 单分支或者混合优化209

A.5.3 没有次要优化时减小了规划规模211

A.6 解法器213

A.6.1 预先处理213

A.6.2 求解算法214

A.6.3 单纯形方法215

A.6.4 单纯形算法初始化225

A.7 后记227

参考文献228

附录B 飞行仿真230

B.1 引言230

B.2 修改230

B.2.1 三个顶层模块几乎完全没有修改230

B.2.2 小的改动包括新的Pilot和Sensors模块231

B.3 NDI_CLAW231

B.3.1 NDI_CLAW/Rate Transition231

B.3.2 NDI_CLAW/PILOT_Mod231

B.3.3 NDI_CLAW/INPUT232

B.3.4 NDI_CLAW/Mission Manager232

B.3.5 NDI_CLAW/Dynamic Inversion Control233

参考文献239

附录C 有注释的文献列表240

参考文献240

索引288