哈工大无人机实验报告.docx

哈工大无人机实验报告.docx

《哈工大无人机实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《哈工大无人机实验报告.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

哈工大无人机实验报告

《无人机控制系统》课程

实验报告

院系：

航天学院控制科学与工程系

班号：

1304105

学号：

姓名：

2016年10月20日

审阅教师：

实验成绩：

1、实验目的

1、了解无人机控制系统的设计方法；

2、掌握并熟悉MATLAB仿真工具的使用方法；

3、掌握并熟悉SIMULINK仿真工具的使用方法。

2、实验内容

1、试验对象：

无人机俯仰角控制系统设计

2、参数：

•无人机舵系统传递函数为：

•升降舵偏角与姿态角之间的传递函数为：

3、要求：

•画出系统根轨迹图；

•分别用根轨迹法和增益调试的方法求出系统最大增益；

•利用Simulink对系统进行仿真和参数调试，并给出最终控制器

及控制效果图。

3、实验步骤

1、画出系统根轨迹图

系统的传递函数

，

在MATLAB中输入以下指令

num=3;

>>den=conv（[125],[110]）;

>>rlocus（num,den）

画出根轨迹图如下:

2、确定最大增益

图中根轨迹与虚轴交点的Kp对应最大增益，此时系统临界稳定，Kp=

此时系统的传递函数为

系统开环放大倍数为5。

接下来用增益调试法确定最大增益。

系统的传递函数为

当

时，系统单位阶跃响应收敛。

单位阶跃响应如下图所示。

当

时，系统单位阶跃响应发散。

单位阶跃响应如下图所示。

当

时，系统单位阶跃响应临界稳定。

单位阶跃响应如下图所示。

由此可见，

为最大增益。

3、利用Simulink设计控制器

当系统调至最大增益

时，系统出现等幅振荡。

由

系统的根轨迹图可知，系统需要一个位于左半平面的零点，且需在实

轴极点之前，这样系统的两个共轭复根会被零点拽回LHP，从而系统不会出现发散现象。

由上分析，我们选择PD控制器，它可以给系统提供一个LHP零点。

画出Simulink模拟图如下图所示。

系统阶跃响应如下：

可见系统存在较大稳态误差，需再加积分控制器。

故重新搭建系统控制器如下：

系统阶跃响应如下

可见增加积分控制器后系统稳态误差消除。

此时系统超调量为8%，调整时间为2s,性能较好。

此时控制器传递函数为

4、实验结论

无人机舵系统的传递函数为

通过选取适当的PID控制器，系统可以有很不错的动态性能。

分别用根轨迹法和增益调试的方法求出系统最大增益为

。

然后通过Simulink仿真确定PID控制器参数为

。

因此，控制器传递函数为

此时，系统超调量为8%，调整时间为2s,无稳态误差，系统性能较好。

WelcomeTo

Download!

!

!

欢迎您的下载，资料仅供参考！