本文旨在建立舰载机基于光波束引导的人工着舰助降系统的整个控制结构,并给出飞行员相应的操纵策略。为此,研究了纵向光波束助降系统“肉球”形成的光学原理,建立了下滑光波束着舰引导系统的运动学,给出了下滑基准光波束的静态调整和动态稳定的方法,设计了人在环的下滑光波束着舰引导系统、飞行员的控制策略及相应控制律,并最终开发了下滑光波束着舰引导系统的实时仿真程序和可视化演示系统。本文的特色及研究成果主要反映在:首先,详尽地描述了光波束着舰引导系统的物理构成,并简明扼要地揭示了下滑光波束和“肉球”产生的光学原理。其次,为构建与设计下滑光波束着舰引导系统,导出了飞机下滑跟踪“肉球”时的运动学,从而为研究飞行员的操纵策略打下了基础。然后,为建立与稳定下滑基准光波束,给出了光波束静态调整与动态稳定的方案,设计了相应的助降控制律,并研究了着舰终端误差的计算方法。接着,研究了先进的目视回收系统的工作原理,指导飞行员按其灯光指示进行操纵。最后,开发了飞行员下滑跟踪“肉球”状态下的控制策略及相应控制律,并对所设计的下滑光波束着舰引导系统进行数字仿真验证、离散化处理、设计基于C++语言的实时化应用软件,最终建立了相应的可视化演示仿真平台。本文的研究成果对光波束着舰引导系统的建立、设计及飞行员控制律的开发及着舰终端误差的计算具有理论指导意义和工程应用参考价值。