哈工大4系飞行器控制实验指导书

飞行器限制试验指导书 限制科学与工程教学试验中心 2005年3月 目 录 一、试验目的和意义 二、试验的基本要求 三、Matlab语言基础 四、试验项目 一 试验一 飞行器纵向稳定系统综合设计 二 试验二 飞行器侧向稳定器观测器的设计 三 试验三 飞行器爬升率与空速的保持与指令限制 四 试验四 飞行器3维飞行动画仿真试验 一、试验目的和意义 作为航天学院的学生，驾驭飞行器限制方面的学问是必要的。仅仅通过课堂教学，学生很难切实地驾驭飞行器限制的学问，很难娴熟地应用飞行器限制的方法。为了使学生更深刻地理解飞行器限制方面的学问，开设本试验是必要的。 通过飞行器限制试验，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限制系统的设计，同时，使学生驾驭用Matlab来进行飞行器限制系统分析与设计的方法。 二、试验的基本要求 1． 要求学生能较娴熟地运用限制系统分析设计软件（Matlab）来进行系统分析与设计。 2． 要求学生能娴熟地运用Matlab软件进行编程，并在该软件环境下进行调试。 3． 要求学生驾驭模态限制理论（模态可控、模态可观结构分析；模态限制器设计，模态观测器设计），并编制相应的matlab函数。 4． 要求学生能运用所编制的程序进行飞行器限制系统的分析与综合。 三、Matlab语言基础 一 matlab软件的编程环境 1． 找到Matlab Matlab软件应用程序的图标为，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便利运用。 2． 启动Matlab 点击Matlab图标会弹出如下窗口 二 飞行器限制试验中要用到的matlab语句 1． 赋值语句 A[0 1 0;0 0 1;-6 -11 -6] 2． 矩阵的维数 [行,列]sizeA 3． 矩阵的秩 nrankA 4． 矩阵的逆 BinvA 5． 求特征值和特征向量 [V,eva]eigA V为AT的广义模态矩阵，evadiagl1,,ln 6． 矩阵的转置 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conjV’; 7． 子阵的抽取 Aij,mn; A,1;Ai,j 8． 矩阵四则运算 （维数要一样）表达式与标量数值运算同 9． 循环语句 for i11n1 程序行 end 10． 条件推断 ifab 程序行 end 11． 结果显示限制 语句后面加“;”则不显示结果。 12． 将某个变量从工作区中清除 clear ParaEva; 13． m函数 function [AC,KVT]SImodectrlA,B,eva0,eva1 函数体 end function 要求m文件的文件名与函数名一样。 14． 绘制某个量的关于时间的曲线 plott,x1, 逗号分割两个向量（行或列均可），左边为横坐标，右边为纵坐标 grid 加栅格 axis[x0 x1 y0 y1] 确定坐标系大小 figurei 定义新图，设定当前图 以上语句及其它感爱好的函数、语法的具体运用说明可以参阅MATLAB的帮助。 四、试验报告 飞行器限制试验报告 试验报告模版在ftp//219.217.250.117/incoming中下载 班级 学号 姓名 时间2011年 12月 12日 限制科学与工程教学试验中心 2006年12月 一 试验一 飞行器纵向稳定系统综合设计 1．试验要求 1 驾驭单输入多模态限制的设计步骤，及各参数的确定； 2 会用单输入多模态限制方法设计飞行器的稳态限制器； 3 会用Matlab工具 2. 试验过程从Matlab的工作区中将输入和计算过程复制粘贴过来，可以变更一下字体大小和格式 l 表2-1纵向短周期模态的模态限制 1飞机原始数学模型 状态变量 输入变量 A A[-0.602,1;-15.988,-0.5] A -0.6020 1.0000 -15.9880 -0.5000 B B[-0.0848;-9.439] B -0.0848 -9.4390 2A的特征值和特征向量特征向量矩阵在Matlab干脆计算出来的U的结果上乘以自己的学号两位 L U V [U,L]eigA U 0.0031 - 0.2426i 0.0031 0.2426i 0.9701 0.9701 L -0.5510 3.9982i 0 0 -0.5510 - 3.9982i UU*28 U 0.0866 - 6.7928i 0.0866 6.7928i 27.1634 27.1634 VconjinvU V 0 0.0736i 0 - 0.0736i 0.0184 - 0.0002i 0.0184 0.0002i 3配置要求AC的特征值 LC LC[-2.12.142i;-2.1-2.142i] LC -2.1000 2.1420i -2.1000 - 2.1420i 4模态可控阵 P PinvU*B P -0.1737 - 0.0040i -0.1737 0.0040i 5比例限制器增益 K K1LC1-L1,1*LC2-L1,1/P1/L2,2-L1,1 K1 9.0606 6.2665i K2LC1-L2,2*LC2-L2,2/P2/L1,1-L2,2 K2 9.0606 - 6.2665i K[K1 K2] K 9.0606 6.2665i 9.0606 - 6.2665i 6状态反馈增益阵 G GK1*