由于着舰任务的困难性,提出了舰载机自动着舰系统(Automatic Carrier Landing System,简称ACLS)。美国海军所完成的自动进舰着舰的载载机F/A-18A以PID(Proportional Integrate Derivate)控制器设计的纵向引导控制律。由于控制器的参数固定不变,在面对变化的舰艉流和航母运动时缺乏灵活性和精确性,在一定程度上影响了舰载飞机的着舰误差和着舰满意度,本文设计了舰载机模糊逻辑自动着舰控制系统FACLS (Fuzzy Logic Automatic Carrier Landing System),根据资深驾驶员在着舰不同阶段的控制经验,制定相应的模糊规则,构造模糊控制器来代替一般的ACLS。其具体设计内容如下:首先,在定义了坐标系的基础上建立舰载机纵向的数学模型和舰载机的发动机模型,以及分析航母的几何环境,建立航母扰动运动模型,通过合成得出舰载机着舰点理想高度偏差,以及建立舰艉流的模型。为了与本文设计的舰载机自动着舰模糊控制器对比,同时建立了舰载机H-dot指令自动着舰系统,从内而外顺次针对内环增稳系统、自动飞行控制系统、进场动力补偿系统、引导控制率以及甲板运动补偿系统等进行研究和设计,在MATLAB/SIMULINK中搭建舰载机自动着舰系统,并仿真验证所设计的ACLS的基本结构是正确的。其次,介绍模糊控制理论。它包括了模糊控制隶属函数的分类以及确定方法、模糊推理、解模糊化方法、模糊控制系统以及模糊控制器的组成和设计过程。在这些模糊控制理论的基础上,设计F/A-18A舰载机自动着舰模糊控制器。以舰载机F/A-18A为模型,确立舰载机模糊逻辑自动着舰系统的框架,建立框架中各个模糊块的输入和输出变量以及利用模糊统计实验的方法确定其输入、输出变量的隶属度函数,接着设计框架中驾驶仪规则库、油门规则库、下滑规则库、接近规则库这四个模糊块的模糊规则,最终连接这四个规则库构成舰载机模糊逻辑自动着沿舰系统(简称FACLS)。FACLS设计的目的是使舰载机在着舰过程中保持适当的高度、下沉速率、姿态角和速度。FACLS共有6个输入,2个输出,几百个模糊规则,所有的模糊规则分布于4个规则库中。该模糊逻辑控制系统不同于模糊逻辑在其他方面的许多应用,因为它不仅模仿了驾驶员的控制行为,而且最大地综合了手动和自动控制方法的优点。这一点在一般的控制系统中是不容易实现的。最后,介绍MATLAB模糊逻辑工具箱,并利用MATLAB模糊逻辑工具箱建立舰载机自动着舰模糊控制器组成舰载机模糊逻辑自动着舰系统。并将已建立一般的F/A-18A自动着舰系统在相似的着舰条件下,与舰载机模糊逻辑自动着舰系统加以比较。仿真结果表明,FACLS比一般的F/A-18A的ACLS的优秀着舰和可接受着舰都有所增加。尤其在糟糕的环境下,FACLS比一般的F/A-18A的ACLS增加更多,从而说明FACLS明显地减少了硬着舰、舰尾撞击和复飞的次数。尤其在糟糕的环境下,这种减少更明显;比较两个系统在不同下沉率阶跃输入下,下沉率的阶跃响应,和气流扰动情况下的性能比较,来说明FACLS能够明显改善超调和调节时间,而这一改善可以很好的抑制气流扰动,从而减少了下滑轨迹误差;通过在进入舰艉流区时高度偏高,下沉率偏慢的情况下,FACLS纠正偏差是允许舰艉流的影响来降低高度偏差,从而克服了舰艉流的下沉影响,使舰载机保持适当的下滑轨迹和下沉率。使FACLS具有驾驶员的直观推断。同时在糟糕着舰中,FACLS的逃逸次数稍有增加,从而说明与驾驶员一样,FACLA更关注的是舰载机高度误差低于基准下滑道的情况,而不是舰载机高度误差高于基准下滑道的情况。