研究双机或多机在大气紊流场中的飞行仿赵,需要建立空间三维大气紊流场的模型和仿真方法.空间三维大气紊流场的含义,是指大气紊流的三个正交的紊流速度和紊流梯度是空间三维人坐标的函数.该文研究并建立了空间三维大气紊流场的理论模型和蒙特卡罗仿真方法,作为应用建立了空中加油过程中双机相对运动的数学模型,并初步设计了空中加油中双机大气紊流响应的随机最优控制律.主要工作如下:1)基于空间相关函数矩阵建立了三维空间大气紊流场数值仿真的理论模型,并作出理论证明和推导,证明该理论模型完全符合给定的Dryden大气紊流场的空间统计特性,包括各向同性特性.2)研究了三维空间大气紊流场的蒙特卡罗仿真方法,并对仿真生成的大气紊流场进行了空间统计特性检验,尤其进行了对角线方向的相关特性检验.检验结果表明仿真大气紊流场的空间统计特性较好地符合Dryden大气紊流场的空间统计特性要求.3)以双机空中加油为例,建立了双机大气紊流场中相对运动的数学模型,分析了双机的大气紊流响应的时域动态特性.4)采用最优随机控制理论(LQG方法),设计双机相对运行的纵、横向协调控制律,通过开环与闭环响应特性的比较,显示了可满足空中加油过程要求的最优控制响应曲线.