哈工大4系飞行器控制实验指导书

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1、盘行諮挫制实验指导书HARBININSTITUTEOFTECHNOLOGY摟制科学与工程敦学实验中心2005年3月一、实验目的和意义二、实验的基本要求三、Matlab语言基础四、实验项目（一）实验一飞行器纵向稳定系统综合设计（二）实验二飞行器侧向稳定器观测器的设计（三）实验三飞行器爬升率与空速的保持与指令控制（四）实验四飞行器3维飞行动画仿真实验一、实验目的和意义作为航天学院的学生，掌握飞行器控制方面的知识是必要的。仅仅通过课堂教学，学生很难切实地掌握飞行器控制的知识，很难熟练地应用飞行器控制的方法。为了使学生更深刻地理解飞行器控制方面的知识，开设本实验是必要的。通过

2、飞行器控制实验，可以使学生更直观地理解课堂上学到的理论，使学生能真正做到理论与实际相结合，会应用课堂上所学到的理论来进行飞行器控制系统的设计，同时，使学生掌握用Matlab来进行飞行器控制系统分析与设计的方法。二、实验的基本要求1.要求学生能较熟练地使用控制系统分析设计软件（Matlab）来进行系统分析与设计。2.要求学生能熟练地使用Matlab软件进行编程，并在该软件环境下进行调试。3.耍求学生掌握模态控制理论（模态可控、模态可观结构分析；模态控制器设计，模态观测器设计），并编制相应的matlab函数。4•要求学生能使用所编制的程序进行飞行器控制系统的分析与综合。三

3、、Matlab语言基础(―•)matlab软件的编程环境1・找到MatlabMatlab软件应用程序的图标为^3,matlab软件被正确安装后，可以将该图标拖曳到桌面上或快捷工具栏中以方便使用。2.启动Matlab点击Matlab图标会弹出如下窗口(二)飞行器控制实验中要用到的matlab语句1.赋值语句：A=[010;001;-6-11-6]2.矩阵的维数：[彳亍洌]=size(A)3・矩阵的秩：n=rank(A)1.矩阵的逆：B=inv(A)2.求特征值和特征向量：[V,eva]=eig(A,)V为人丁的广义模态矩阵,eva=diag(Xb...A)3.矩阵的转置

4、：A因为是实数阵所以转置可以用A，,A，是A的共扼转置而U,V等复数阵的转置要用conj(VJ;4.子阵的抽取：A(i:j,m:n);A(:,l);A(i,j)5.矩阵四则运算：(维数要一致)表达式与标量数值运算同6.循坏语句：fori=l:l:n+l程序行end7.条件判断：if(a〜=b)程序行end8.结果显示控制：语句后面加“;”则不显示结果。9.将某个变量从工作区中清除clearParaEva;10.m函数：function[AC,KVT]=SImodectrl(A,B,evaO,eval)函数体endfunction要求m文件的文件名与函数名一致。1.绘制

5、某个量的关于时间的1111线：plot(t,x(l,:))逗号分割两个向量(行或列均可)，左边为横他标，右边为纵处标grid加栅格axis(fx()xlyOyl])确定坐标系人小figure(i)定义新图，设定当前图以上语句及其它感兴趣的函数、语法的详细使用说明可以参阅MATLAB的帮助。四、实验报告盘行諮摟制实验扳告（实验报告模版在ftp://219.217.250.117/incoming屮下载）HARBININSTITUTEOFTECHNOLOGY班级:学号:姓名:时间：2011年12月120控制科学与工程救学实验中心2006年72月(一)实验一飞行器纵向稳定系

6、统综合设计1.实验要求：(1)掌握单输入多模态控制的设计步骤，及各参数的确定；(2)会用单输入多模态控制方法设计飞行器的稳态控制器；(3)会用Matlab工具1.实验过程：(从Matlab的工作区中将输入和计算过程复制粘贴过来，町以改变一下字体大小和格式)•表2-1纵向短周期模态的模态控制(1)飞机原始数学模型状态变量：输入变量：A:»A=[-0.602,l;-l5.988,-0.5]A=-0.60201.0000-15.9880-0.5000B:»B=[-0.0848;-9.439]B=-0.0848-9.4390(2)A的特征值和特征向量特征向量矩阵(在Matla

7、b直接计算出来的U的结果上乘以口己的学号(两位))L:U:V:»[U,L]=eig(A)U=0.0031-0.2426i0.0031+0.2426i0.97010.9701-0.5510-3.99821»U=U*280.0866-6.7928i0.0866+6.7928i27.163427.1634»V=conj(inv(U))*0+0・0736i0-0・0736i0.0184+0.0002i0.0184・0.0002i(1)配置要求(AC的特征值)LC:»LC=[21+2」42i;・2」2142i]LC-2.1000+2.1420i-2.1000-