自动控制论文

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1、自动控制原理课程设计计算机与信息学院信息工程顾靖苓201040930114轴双旋翼直升机悬停方向的控制摘要：本文主要目的是设计共轴双旋翼直升机悬停方向的控制系统。文中主要介绍了此控制系统的设计方案，在时域和频域中详细地分析了系统的稳定性、稳态性能和动态性能。并且，为达到设计指标，对系统进行了串联校正，使系统能够较好地达到了指标要求。在控制系统的设计过程中，利用了Scilab和Matlab软件进行仿真分析，动态直观地反映了系统的性能。关键字:共轴双旋翼直升机串联校正稳定性稳态性能动态性能CoaxialtwinrotorhelicopterhoveringdirectioncontrolD

2、epartments:ComputerandinformationscienceProfessional:InformationengineeringName:Gu-jing-lingStudentid:201040930114Abstract:Mainpurposeofthisarticleistodesigncoaxialtwinrotorhelicopterhoveringdirectioncontrolsystem.Thispapermainlyintroducesthedesignschemeofthecontrolsystem,inthetimedomainandfrequ

3、encydomaindetailedanalysisthesystem'sstability,steadyperformanceanddynamicperfonnance.And,toachievethedesigntarget,thesystemfortheseriescorrection,thesystemcanbetterachievetheindexrequirements.Inthedesignofacontrolsystemprocess,theuseoftheMatlabsoftwareScilabandsimulationanalysis,dynamicdirectly

4、reflectstheperformanceofthesystem.Keywords：CoaxialtwinrotorhelicopterSeriescorrectionStabilityofthesteadystateperformancedynamicperformance引言20世纪40年代初，航空爱好者开始对共轴双旋翼直升机产生浓厚的兴趣。然而，由于当时人们对共轴双旋翼气动特性认识的缺乏以及在结构设计方面遇到的困难，许多设计者最终放弃了努力，而在很长一段时间对共轴式直升机的探讨只停留在实验阶段。1932年，单旋翼带尾桨直升机研制成功，成为世界上第一架可实用的直升机。从此，单旋翼

5、带尾桨直升机以其简单、实用的操纵系统和相对成熟的单旋翼空气动力学理论成为半个多世纪来世界直升机发展的主流。然而，人们对共轴双旋翼直升机的研究和研制一直没有停止。俄罗斯1945年研制成功了卡-8共轴式直升机，至今发展了一系列共轴双旋翼直升机，在型号研制、理论实验研究方面均走在世界前列。美国也于50年代研制了QH-50共轴式遥控直升机作为军用反潜的飞行平台，并先后交付美国海军700多架。从20世纪60年代开始，Ft?丁•军事上的需耍，一些国家开始研制无人驾驶共轴双旋翼形式直升机。在实验方面，从20世纪50年代起，美国、日木、俄罗斯等相继对共轴双旋翼的气动特性、旋翼间的气动干扰进行了大量风洞

6、实验研究。经过半个多世纪的发展，共轴双旋翼的旋翼理论得到不断的发展和完善，这种构形的直升机以它固有的优势越來越受到业内人止的重视。经过建模、时域分析、频威分析以及校正等设计过程，设计好后的控制系统能较好地满足预定的设让指标要求，并且经过仿真验证了结果。内容：1•控制系统设计方案1.1直流电动机数学模型电枢控制直流电动机的工作实质是将输入的电能转化为机械能，也就是由输入的电枢电压在电枢回路中产生电枢电流，再由电流与激磁磁通相互作用产生电磁转矩从而拖动负载运动。G(s)=G族㈤=&在工程应用中得到乂⑸肚+11・2被控对象数学模型共轴双旋翼直升机悬停方向的控制是角动量守恒定律的应用。直升机在

7、发动前，系统的总角动量为零。在发动后，旋翼在水平面内高速转动，系统会出现一个竖直向上的角动量。由旋翼产生的升力竖直向上，方向通过大致与机身垂直的直立轴，飞机受重力也通过该轴，升力和垂力对该轴均不产生力矩，故系统的角动量守恒。双旋翼直升机在直立轴上安装了一对向相反方向旋转的旋翼，通过对两旋翼旋转角速度的控制，实现直升机悬停方向的改变。共轴双旋翼直升机通过两个旋翼的差动旋转，进而将直升机悬停在预定位置，因此需要精确控制的变量是直升机的悬停方向。控制