直升机飞行控制实验.docx

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直升机飞行控制实验

直升机飞行控制实验2

030910304程娇娇030910301刘潇雅

030910305栾婷030910307沈星星

030910310李晓晓

1.在Simulink中实现状态空间模型

2.开环仿真

（1）通道1

（2）通道2

（3）通道3

（4）通道4

2.分成四个通道，分别求传递函数

（1）通道1

A1=[-0.97570;10]

B1=[-5.5627;0]

C1=eye

（2）;

D1=zeros（2,1）

sys=ss（A1,B1,C1,D1）

tf（sys）

传递函数：

Transferfunctionfrominputtooutput...

-5.563

#1:

----------

s+0.9757

-5.563

#2:

--------------

s^2+0.9757s

（2）通道2

A2=[2.97090.0002;10]

B2=[18.402;0]

C2=eye

（2）;

D2=zeros（2,1）

sys=ss（A2,B2,C2,D2）

tf（sys）

传递函数：

Transferfunctionfrominputtooutput...

18.4s

#1:

----------------------

s^2-2.971s-0.0002

18.4

#2:

----------------------

s^2-2.971s-0.0002

（3）通道3

A3=[-0.5581]

B3=[-0.06181]

C3=eye

（1）;

D3=zeros（1,1）

sys=ss（A3,B3,C3,D3）

tf（sys）

传递函数：

Transferfunction:

-0.06181

----------

s+0.5581

（4）通道4

A4=[0.09180;10]

B4=[8.4545;0]

C4=eye

（2）;

D4=zeros（2,1）

sys=ss（A4,B4,C4,D4）

tf（sys）

传递函数

Transferfunctionfrominputtooutput...

8.454

#1:

----------

s-0.0918

8.454

#2:

--------------

s^2-0.0918s

3.用LTI工具箱设计参数

（1）通道1：

原阶跃响应：

校正后根轨迹：

校正后阶跃响应：

校正后闭环波特图：

（2）通道2

原阶跃响应：

校正后根轨迹：

校正后阶跃响应：

校正后闭环波特图：

（3）通道3

原阶跃响应：

校正后根轨迹：

校正后阶跃响应：

校正后闭环波特图：

（4）通道4

原阶跃响应：

校正后根轨迹：

校正后阶跃响应：

校正后闭环波特图：

4.用优化方法调参

Simulink仿真结构图：

maxDirectionalFirst-order

IterF-countf（x）constraintStep-sizederivativeoptimalityProcedure

01024.58

13021.220.061201infeasible

25011.360.26101infeasible

3709.054101Hessianmodified;infeasible

4900.9583101Hessianmodified;infeasible

51100.05314100.0145Hessianmodified

613-2.36208e-0210.037141-2.36e-0210.128Hessianmodified

7153.82895e-0160.00173513.83e-0163.51

81701.387e-0171-3.83e-0160.0218

Successfultermination.

Foundafeasibleoroptimalsolutionwithinthespecifiedtolerances.

Kp=

31.4255

Kph=

0.8064

Kps=

31.4257

Kq=

16.5874

Kr=

-1.3875e-017

Kth=

49.6978

Kw=

4.3469e-017

经过一次寻优后，第一二通道参数满足要求，因此，固定一二通道参数，对第三通道进行再次寻优如下：

maxDirectionalFirst-order

IterF-countf（x）constraintStep-sizederivativeoptimalityProcedure

0103.964

1303.6980.061201infeasible

2502.8560.26101Hessianmodifiedtwice;infeasible

3701.319100.547Hessianmodified

4900.5215100.00902

51100.09111100.27

61300.006808100.198

71500.0009177100.0429

Successfultermination.

Foundafeasibleoroptimalsolutionwithinthespecifiedtolerances.

Kph=

3.7749

Kr=

1.3985

Kw=

37.8876

经过二次寻优后，第一二三通道参数满足要求，因此，固定一二三通道参数，对第四通道进行再次寻优如下：

maxDirectionalFirst-order

IterF-countf（x）constraintStep-sizederivativeoptimalityProcedure

010239.9

130180.30.29101infeasible

25065.640.90901Hessianmodifiedtwice;infeasible

37019.24101Hessianmodifiedtwice;infeasible

4909.918101Hessianmodifiedtwice;infeasible

51108.684101infeasible

61308.593101infeasible

71508.582101infeasible

81708.581101Hessianmodified;infeasible

91908.581101Hessianmodified;infeasible

Couldnotfindasolutionthatsatisfiesallconstraints.

Relaxtheconstraintsorincreasetheconstrainttolerancetofindafeasiblesolution.

Kw=

58.5807

最终七个参数值为：

Kp=31.4255

Kps=31.4257

Kq=16.5874

Kth=49.6978

Kph=3.7749

Kr=1.3985

Kw=58.5807

四个通道示波器显示如下：