动力学系统稳定性与可达性分析及在结冰飞机中的应用

本书包含两方面内容：一是动力学系统的稳定性和可达性分析，主要论述动力学系统的稳定性分析方法、稳定域计算方法、可达性分析方法和可达集计算方法；二是动力学系统稳定性和可达性分析技术在结冰飞机中的应用，主要论述结冰飞机的建模方法、稳定域分析方法、飞行安全边界分析、安全预警与操纵指引。

前言
第1章绪论1
1.1动力学系统稳定性研究现状1
1.2动力学系统可达性研究现状3
1.3飞机结冰研究意义及现状3
1.3.1飞机结冰研究意义3
1.3.2飞机结冰研究现状9
1.4本书各章内容安排23
第2章非线性动力学系统的稳定性与稳定域26
2.1引言26
2.2非线性动力学系统的稳定域27
2.2.1稳定域相关概念27
2.2.2稳定域的确定或估计28
2.3二维稳定流形的自适应推进算法30
2.3.1初始邻域和初始备选网格32
2.3.2相切条件34
2.3.3单元尺寸自适应35
2.3.4自适应推进36
2.3.5Lorenz流形算例39
2.3.6类球面流形算例42
2.4本章小结44
第3章非线性动力学系统的可达性与可达集45
3.1引言45
3.2非线性动力学系统的可达集45
3.2.1可达集相关概念45
3.2.2可达集的计算47
3.2.3状态空间中与可达集相关的函数49
3.3稳定域与可达集59
3.3.1稳定域与可达集之间的关系60
3.3.2基于HJPDE的稳定域估计算法61
3.3.3算例63
3.3.4稳定流形方法与HJPDE方法的对比64
3.4本章小结66
第4章结冰飞机的非线性动力学建模67
4.1飞机本体运动方程68
4.1.1参考系68
4.1.2刚体飞机基本运动方程68
4.2飞机气动力及力矩72
4.2.1线性气动系数模型73
4.2.2非线性气动系数模型75
4.3结冰对飞机气动特性的影响77
4.3.1结冰影响估算模型77
4.3.2大迎角区域结冰影响估算模型的修正78
4.3.3结冰飞机的动力学仿真80
4.3.4结冰飞机的不确定性非线性模型82
4.4本章小结84
第5章结冰飞机纵向非线性动力学稳定域分析85
5.1引言85
5.2结冰飞机纵向非线性动力学模型86
5.2.1纵向非线性模型86
5.2.2结冰飞机气动系数的变化87
5.3飞机本体纵向非线性动力学稳定域89
5.4结冰对飞机稳定域的影响92
5.5本章小结94
第6章基于可达集理论的结冰飞机安全边界分析95
6.1引言95
6.2背景飞机纵向不确定性非线性模型96
6.3飞行安全边界与可达集分析98
6.3.1不确定性非线性系统的可达集分析98
6.3.2飞行安全边界计算99
6.4结冰对飞行安全边界的影响100
6.4.1干净飞机的飞行安全边界100
6.4.2结冰飞机飞行安全边界的变化103
6.5本章小结106
第7章基于模糊推理的结冰飞机安全预警108
7.1引言108
7.2结冰飞机的安全集109
7.2.1GTM飞机纵向不确定性非线性模型109
7.2.2GTM飞机安全集的计算112
7.3安全预警变量120
7.4模糊逻辑121
7.4.1模糊集合与模糊算子122
7.4.2模糊推理123
7.5安全预警124
7.6本章小结131
第8章结冰飞机安全预警与操纵指引系统设计及初步实现133
8.1引言133
8.2结冰飞机安全预警与操纵指引系统设计134
8.3基于HUD的结冰飞机安全预警与操纵指引初步实现136
8.3.1安全边界显示模块137
8.3.2安全预警模块139
8.3.3边界保护操纵指引模块140
8.3.4初步实现结果141
8.4本章小结144
第9章总结与展望146
9.1主要研究工作和结论146
9.2主要创新性工作148
9.3研究展望150
参考文献151