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摘 要：飞机的控制系统对飞机在工作状态的情况下有着很大的影响。高标准的飞机控制系统是飞机实现安全飞行和完成恶劣环境飞行的重要保障。为了满足现代飞机的各种情况，以往传统的飞机控制系统在各个方面及部件方面发生了非常大的变化。我国一直研究的重点是怎样把控制理论的学习知识方面运用到飞机的控制上面，目前适用于飞机控制系统的设计方案分为经典和现代两个类别。对于单变量和弱耦合的多变量系统，普遍采用经典设计方法;而具有不确定性的强耦合多变量系统，现代控制技术则是其飞行控制系统设计的主要方法。到今天为止，我国飞机控制系统的设计主要还是利用经典的单变量控制方法设计的。国外使用多变量控制技术设计飞行控制律已经成为行业标准，对于我国来说飞机控制系统的工程实践还是比较少的。
关键词：飞机控制系统;设计;现代飞行
一、飞行控制系统设计
飞机的控制系统是一个非常复杂的大数据，而它设计的过程也是一个分阶段进行开发的过程。其工作的程序时在设计的阶段过程中不断的将功能进行逐步来分解研究，在之后不断研究的过程中再把这些需求逐步测试。V-模型左边是设计过程的详细设计要求，右边是系统集成步骤。V-模型中间部分描述的是检验和确认的测试活动。设备制造和软件生产在V的底部发生。结合V-模型从上到下的描述来做工作的执行，当这套系统的功能所有测试成功完成之后，集成步骤完成。飞机控制律的设计和确认是飞机系统设计的重要组成部分。两者的同时开发时并存的，并且和以上的过程是一样的。控制律的设计过程是非常复杂化的多学科开发过程，简化飞行控制律设计过程，有以下4个主要测试过程。
①离线设计：是指系统的结构及参数，满足操控和性能规范。
②人在回路中仿真：测试飞机的操纵性和操纵的问题所在。
③铁鸟试验：飞行控制律硬件实现的验证，确保在真实条件下能够正确操作。
④飞行试验：确认系统设计满足飞行员需求的规范。飞机的试飞时检验系统的最终环节。由于现代飞机飞行当中控制的复杂性，控制律的设计是不可能一次性完成的，需要反反复复通过试飞做飞机控制系统最后的调整。
二、国外先进飞机飞行控制律设计评述
20世纪80年代后半期，美德联合研制了大迎角超机动验证飞机X-31，这种飞机的飞行控制律设计方法是最好的控制方法。F/A-22对YF-22飞机也对飞行控制律进行重新的研究设计，通过经典控制和特征结构的配置相结合，进行重新设计过的飞行控制律在所有的闭环子回路控制中都是一级的飞行品质。F-35飞机直接将飞行品质映射成飞行控制律，使用非线性动态反逆设计控制器。波音公司X-36原型机其重构飞行控制系统使用神经网络/动态逆设计，在线神经网络自适应来进行消除反逆误差，让飞机系统存在的不确定因素、出现故障和损坏时提供优良的操纵品质。过去的二十多年来，大多数的飞机飞行控制律都是使用经典的控制技术进行设计。随着科技的不断发展进步，使用多变量控制技术已是设计新飞机的标准。
三、现代飞行控制律设计方法
经典的控制方法对高度复杂的系统，或者当内部参数受到干扰和严重的变化时，时很难满足现代飞机高性能和机动性的各种需求。所有，就需要寻找和研究满足可以在非常复杂的情况下适用现代飞机控制系统的设计方法。应用到飞行控制方面的先进理论和方法层出不穷，国内外研究比较多的主要有以下几类。
3.1 线性二次型最优控制
最优二次型控制是用于飞机控制系统设计早期比较成熟的一种方法，但是在工程实现中还是有不确定性因素是不可避免的。所以，最优控制用于飞机控制系统设计师，必须考虑到鲁棒性等问题。频域加权法是解决最优二次型设计鲁棒问题的一种最有效的方法。由于把全部设计的因素全考虑到内是非常难的，因此要与经典控制理论设计要相结合，是工程应用最优控制方法较为成功的途径。
3.2 非线性动态逆控制
反馈线性化方法是非线性控制理论中发展比较成熟的一种控制设计方法。它又称为精确线性化方法，与小扰动线性化方法具有本质区别，他其实包括几何方法和动态反逆方法两个分支。对于飞机飞行控制系统，动态反逆是研究最为广泛的反馈性化的方法，在大迎角超机动飞机、先进短距起降飞机、直升机以及无人机等飞行控制系统中都能看到这种技术设计的身影并且得到成功应用。飞机动态模型的奇异摄动特性是利用动态反逆理论解决飞机非线性问题的基础。动态逆算法能够有效地实现非线性对象的线性化和通道间解耦。但是，动态反逆控制成功应用的前提是系统可以被精确描述，所受的干扰能在扰动前被精确建模，而这在实际应用中十分困难。
3.3 鲁棒控制方法
随着战斗机机动性和执行任务的效率性提高，飞机会受到外界的各种不等因素来影响飞机。先进的飞机飞行控制系统在设计的时候希望系统有着一定的鲁棒性能的标准。
3.4 智能控制
神经网络时当前IT人工智能领域中最最引人注目的研究热点之一。神经网络智能控制有着硬件软件诸多的优点，能够精准的逼近非线性函数反映数据。20世纪90年代以来，神经网络控制作为一个新兴的控制技术开始进入了飞行控制系统的研究设计领域，并且得到了很好的应用。目前国外的飞机系统在设计当中就大量采用了神经网络智能控制，较有影响的理论体系大致有两个：一是基于神经网络的模型参考自适应控制;另外一种是基于神经网络的动态逆控制。
总结
先进的控制方法与经典的控制方法相比较，对飞机的控制性时毋庸置疑的，但是就现在而言大多数的先进控制技术设计都处于研究进行阶段，与工程具体实现还是有一段距离的。如果单独使用一种控制方法就都有优缺点，目前在飞机飞行控制系统中的一种应用就是有着不同控制的方法的优点，所有要避免各自的缺点进行结合实现优点综合控制。
参考文献
[1] 李林侃，樊战旗，杨军.鲁棒动态逆控制在无人机姿态控制中的应用研究[J].弹箭与制导学报，2008，28（1）：83-85.
[2] 刘波.无人机非线性姿态控制律設计及仿真研究[D].长沙：中南大学，2006.
[3] 曾丽兰，王道波，郭才根，等.无人驾驶直升机飞行控制技术综述[J].控制与决策，2006，21（4）：361-366.
[4] 陈怀民，王鹏，江琼.综合定量反馈理论与特征结构配置的飞行控制系统优化设计[J].机械科学与技术，2008，27（3）：413-416.
关键词：飞机控制系统;设计;现代飞行
一、飞行控制系统设计
飞机的控制系统是一个非常复杂的大数据，而它设计的过程也是一个分阶段进行开发的过程。其工作的程序时在设计的阶段过程中不断的将功能进行逐步来分解研究，在之后不断研究的过程中再把这些需求逐步测试。V-模型左边是设计过程的详细设计要求，右边是系统集成步骤。V-模型中间部分描述的是检验和确认的测试活动。设备制造和软件生产在V的底部发生。结合V-模型从上到下的描述来做工作的执行，当这套系统的功能所有测试成功完成之后，集成步骤完成。飞机控制律的设计和确认是飞机系统设计的重要组成部分。两者的同时开发时并存的，并且和以上的过程是一样的。控制律的设计过程是非常复杂化的多学科开发过程，简化飞行控制律设计过程，有以下4个主要测试过程。
①离线设计：是指系统的结构及参数，满足操控和性能规范。
②人在回路中仿真：测试飞机的操纵性和操纵的问题所在。
③铁鸟试验：飞行控制律硬件实现的验证，确保在真实条件下能够正确操作。
④飞行试验：确认系统设计满足飞行员需求的规范。飞机的试飞时检验系统的最终环节。由于现代飞机飞行当中控制的复杂性，控制律的设计是不可能一次性完成的，需要反反复复通过试飞做飞机控制系统最后的调整。
二、国外先进飞机飞行控制律设计评述
20世纪80年代后半期，美德联合研制了大迎角超机动验证飞机X-31，这种飞机的飞行控制律设计方法是最好的控制方法。F/A-22对YF-22飞机也对飞行控制律进行重新的研究设计，通过经典控制和特征结构的配置相结合，进行重新设计过的飞行控制律在所有的闭环子回路控制中都是一级的飞行品质。F-35飞机直接将飞行品质映射成飞行控制律，使用非线性动态反逆设计控制器。波音公司X-36原型机其重构飞行控制系统使用神经网络/动态逆设计，在线神经网络自适应来进行消除反逆误差，让飞机系统存在的不确定因素、出现故障和损坏时提供优良的操纵品质。过去的二十多年来，大多数的飞机飞行控制律都是使用经典的控制技术进行设计。随着科技的不断发展进步，使用多变量控制技术已是设计新飞机的标准。
三、现代飞行控制律设计方法
经典的控制方法对高度复杂的系统，或者当内部参数受到干扰和严重的变化时，时很难满足现代飞机高性能和机动性的各种需求。所有，就需要寻找和研究满足可以在非常复杂的情况下适用现代飞机控制系统的设计方法。应用到飞行控制方面的先进理论和方法层出不穷，国内外研究比较多的主要有以下几类。
3.1 线性二次型最优控制
最优二次型控制是用于飞机控制系统设计早期比较成熟的一种方法，但是在工程实现中还是有不确定性因素是不可避免的。所以，最优控制用于飞机控制系统设计师，必须考虑到鲁棒性等问题。频域加权法是解决最优二次型设计鲁棒问题的一种最有效的方法。由于把全部设计的因素全考虑到内是非常难的，因此要与经典控制理论设计要相结合，是工程应用最优控制方法较为成功的途径。
3.2 非线性动态逆控制
反馈线性化方法是非线性控制理论中发展比较成熟的一种控制设计方法。它又称为精确线性化方法，与小扰动线性化方法具有本质区别，他其实包括几何方法和动态反逆方法两个分支。对于飞机飞行控制系统，动态反逆是研究最为广泛的反馈性化的方法，在大迎角超机动飞机、先进短距起降飞机、直升机以及无人机等飞行控制系统中都能看到这种技术设计的身影并且得到成功应用。飞机动态模型的奇异摄动特性是利用动态反逆理论解决飞机非线性问题的基础。动态逆算法能够有效地实现非线性对象的线性化和通道间解耦。但是，动态反逆控制成功应用的前提是系统可以被精确描述，所受的干扰能在扰动前被精确建模，而这在实际应用中十分困难。
3.3 鲁棒控制方法
随着战斗机机动性和执行任务的效率性提高，飞机会受到外界的各种不等因素来影响飞机。先进的飞机飞行控制系统在设计的时候希望系统有着一定的鲁棒性能的标准。
3.4 智能控制
神经网络时当前IT人工智能领域中最最引人注目的研究热点之一。神经网络智能控制有着硬件软件诸多的优点，能够精准的逼近非线性函数反映数据。20世纪90年代以来，神经网络控制作为一个新兴的控制技术开始进入了飞行控制系统的研究设计领域，并且得到了很好的应用。目前国外的飞机系统在设计当中就大量采用了神经网络智能控制，较有影响的理论体系大致有两个：一是基于神经网络的模型参考自适应控制;另外一种是基于神经网络的动态逆控制。
总结
先进的控制方法与经典的控制方法相比较，对飞机的控制性时毋庸置疑的，但是就现在而言大多数的先进控制技术设计都处于研究进行阶段，与工程具体实现还是有一段距离的。如果单独使用一种控制方法就都有优缺点，目前在飞机飞行控制系统中的一种应用就是有着不同控制的方法的优点，所有要避免各自的缺点进行结合实现优点综合控制。
参考文献
[1] 李林侃，樊战旗，杨军.鲁棒动态逆控制在无人机姿态控制中的应用研究[J].弹箭与制导学报，2008，28（1）：83-85.
[2] 刘波.无人机非线性姿态控制律設计及仿真研究[D].长沙：中南大学，2006.
[3] 曾丽兰，王道波，郭才根，等.无人驾驶直升机飞行控制技术综述[J].控制与决策，2006，21（4）：361-366.
[4] 陈怀民，王鹏，江琼.综合定量反馈理论与特征结构配置的飞行控制系统优化设计[J].机械科学与技术，2008，27（3）：413-416.