牛文韬，高 永，黄清顺

（海军航空大学，山东烟台264000）

飞机控制系统设计主要包括2 种方法：经典控制理论方法和现代控制理论方法。其中，经典控制理论研究方法以频域法和根轨迹法为代表，本质上是借助于大量直观经验，按照闭环回路控制原理，依次选择控制系统的结构参数；同时，对于飞机的非线性和参数变化问题，采用线性化处理和调参处理等方法加以解决；最后，通过不断地仿真和模拟试验优化，得到一个良好的控制系统。但是，对于具有更多回路或者多输入、多输出的飞行控制系统以及现代战斗机的高度非线性等问题，经典控制理论已不能满足实际需求。而现代控制理论可以得到系统的状态变量模型，相比传递函数模型，它包含了更多的系统信息。因此，可以得到更为优异的控制性能；同时，该模型可以使多个控制回路同时闭合，并自动地协调各回路性能，在飞行控制系统的设计中占据越来越重要的地位[1-2]。

20世纪50年代以来，以线性二次型调节器为核心的最优控制设计方法，已经成为一种应用较广、较成熟的飞行控制系统设计方法。20世纪70年代，美国成功运用显模型跟踪最优二次型法设计了F-8C 主动控制验证机的控制律；80 年代，美国设计了隐模型跟踪最优二次型与经典法相结合的控制律，并应用于X-29上；X-31飞机的大迎角机动控制律也采用了最优二次型法。这种方法的控制对象是线性系统的状态空间函数，并以状态和控制输入的二次型函数为优化目标，目的是设计合适的状态反馈增益矩阵K ，使目标函数取得最小值。……