自动驾驶仪(机械类专业毕业论文)--某飞机自动驾驶仪控制系统设计

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1、XX航空大学毕业设计论文毕业设计（论文）题目：某飞机自动驾驶仪控制系统设计学院：专业名称：班级学号：学生姓名：指导教师：二OXX年五月54XX航空大学毕业设计论文1绪论1.1自动控制概述自动控制即在没有人直接干预的情况下，通过控制装置操纵受对象或过程，使之自动按照预定的规律运行，并具有一定的状态与性能。一般地说，自动控制是指自动控制的技术。而从其实质内容来看，它是指自动控制原理与自动控制系统两大部分。自动控制的几个专业术语分为：受控对象（被操作的机器设备）、被控量（表征其工况的关键参数）、给定值（机器设备工况参数所希望或所要求达到的值）、干扰

2、（干扰与破坏系统具有预定性能或预定输出的外来信号作用）、控制器（使受控对象具有所要求的性能与状态的控制设备）、控制系统（受控对家与控制装置的总体）。自动控制的任务就是使受控对象的被控量按给定值变化。1.1.1自动控制系统的发展人们普遍认为最早应用于工业过程的自动反馈控制器，是JamesWatt于1769年发明的飞球调节器，它被用来控制蒸汽机的转速。俄国人则断言，最早的具有历史意义的反馈系统据说是由I.Polzunov于1765年发明的用于水位控制的浮球调节器。1868年之前，自动控制系统发展的主要特点是凭借直觉的实证性发明。提高控制系统精度的

3、不懈努力导致人们要解决瞬态振荡问题，甚至是系统稳定性问题，因此发展自动控制理论便成了当务之急。J.C.Maxwell用微分方程建立了一类调节器的模型，发展了与控制理论相关的数学理论，其工作重点在于研究不同系统参数对系统性能的影响。在同一时期，I.AVyshnegradskii建立了调节器的数学理论。二战之前，控制理论及应用在美国和西欧的发展与它在俄国和东欧的发展采取了不同的途径。在美国，Bode、Nyquist和Black等人在贝尔电话实验室对电话系统和电子反馈放大器所做的研究工作，是促进反馈系统应用的主要动力，采用带宽等频域变量术语的频域方

4、法当初主要是用来描述反馈放大器的工作情况。与此相反，在前苏联，一些著名的数学家和应用力学家发展和主导着控制理论，因而他们倾向于用微分方程描述系统的时域方法。54XX航空大学毕业设计论文二战期间，自动控制理论及应用得到了巨大的发展。战争需要用反馈控制的方法设计和建造飞机自动驾驶仪、火炮定位系统、雷达天线控制系统以及其他军用系统。这些军用系统的复杂性和对高性能的追求，要求拓展已有的控制技术。这导致人们更加关注控制系统，同时也产生了许多新的见解和方法。1940年以前，控制系统设计在绝大部分场合是一门艺术或手艺，用的是“试凑法”。在20世纪40年代，

5、数学和分析的方法无论在数量还是在实用性方面都有了很大发展，控制工程因而也发展成为一门工程科学。随着Laplace变换和频域复平面的广泛应用，频域方法在二战之后仍在控制领域占据着主导地位。20世纪50年代，控制工程理论的重点是发展和应用s平面方法，特别是根轨迹法。到80年代，数学计算机用作控制部件已属平常，这些新部件为控制工程师提供了前所未有的运算速度和精度。在美国，现在安装和使用着逾40万台控制用数字计算机，它们主要用于过程控制系统，同时也用于多变量同步测量和控制。随着人造卫星和空间时代的到来，控制工程又有了新的推动力。为导弹和空间探测器设计

6、复杂、高精度的控制系统成了现实需要。此外，由于既要减轻卫星等飞行器的重量又要对它们实施精密控制，最优控制因而变得十分重要。正是基于上述需求，最近20年来，有Liapunov、Minorsky等人提出的时域方法受到了极大的关注。由前苏联的L.S.Pontryagin和美国的R.Bellman研究提出的最优控制理论，以及近期人们对鲁棒系统的研究，都为时域方法增色不少，已经众所周知的是，控制工程在进行控制系统分析与设计时应同时考虑时域和频域两种方法。1.1.2自动控制系统的分类及性能要求一、自动控制系统有多种分类方法1．工程技术领域里以生产工艺过程

7、的性质特点、执行机构分类（1）电力拖动自动控制系统是以机械运动为主要生产形式，以电动机为执行机构。（2）工业生产过程控制系统是以化学反应或者热能转换为主要生产形式，以自动化仪表与装置为检测与执行机构。2．按控制方法分类（1）开环控制系统控制作用由输入端单方向传递到输出端，系统的输出量对输入控制作用没有影响，即不存在反馈的控制系统。（2）闭环控制系统是指系统的输出量对输入量有直接控制作用的系统。基于负反馈的按偏差进行调节的控制系统称为负反馈闭环控制系统。负反馈闭环控制是自动控制里最基本的控制策略。（3）复合控制系统是开环控制与闭环控制相结合的控

8、制系统。3．按控制作用的特点即按给定量的变化规律分类54XX航空大学毕业设计论文（1）恒值控制系统或称自动镇定系统输入r(t)=const,系统在任何扰动下，输出量