1、输入如下代码,分三次进行输出:sys=ss(alon,blon,clon,dlon) y,t=step(sys,500)第一次输出subplot(221)plot(t,y(:,1,1)xlabel(t(s)ylabel(Deltau(m/s)subplot(222),1,2)subplot(223),2,1)Deltaalpha(deg)subplot(224),2,2)第二次输出,3,1)Deltaq(deg/s),3,2),4,1)Deltatheta(deg),4,2)第三次输出subplot(121),5,1)Deltah(m)subplot(122),5,2)输出曲线中左侧为
2、0549;𝛿𝑒加入阶跃信号产生的输出,右侧为𝛥𝑇加入阶跃信号。3、 采用短周期简化方法,求出传递函数。采用根轨迹方法设计飞机的俯仰角控制系统,并进行仿真。a1=alon(2:3),(2:3),b1=blon(2:3),:),c1=clon(2:3),d1=dlon(2:n,d=ss2tf(a1,b1,c1,d1,1)g1=tf(n(2,:),d)得到传递函数为 : -22.32 s - 47.72-s2 + 3.947 s + 14.18根轨迹设计过程:g2=tf(-10,1 10)g3=series(g1,g2)sisotool
3、(g3)选取阻尼比为0.7左右时,得到kq=0.134g4=feedback(g3,0.134)g5=tf(1,1 0)g6=series(g4,g5)sisotool(g6)同样的方法设计:kth =1.00此时根轨迹为:在simulink中搭建框图如下:输入以下命令,得到仿真曲线如下:plot(t,x1)xlabel(4、 基于长周期简化方法,求出传递函数,设计飞机的速度控制系统,并进行仿真。a1=alon(1,4,1,4),b1=blon(1,4,:),c1=clon(1,4,1,4),d1=dlon(1,4,:n,d=ss2tf(a1,b1,c1,d1,2);g1=tf(n(1,:为:
4、9.683 s-s2 + 0.02694 s 采用寻优的方法进行设计,Simulink仿真框图如下: 得到PID参数:kp= 0.9967,ki= 0.3993,kd=0plot(t,x1) Deltau5、 基于纵向线性模型(状态方程),分别对速度控制与俯仰角控制进行仿真。假设作动器特性为先在速度通道加入阶跃信号,得到输出曲线如下:再在俯仰角通道加入阶跃信号,得到输出曲线如下:使用的M文件程序如下:第一次输出:plot(t,x1)plot(t,x2)plot(t,x3)plot(t,x4)第二次输出:plot(t,x5)二、 飞机侧向滚转角控制系统设计某飞机的侧向线性小扰动方程为:1、 求出
5、侧向运动方程的特征根,及对应的模态,求出荷兰滚模态的阻尼及自然频率。damp(alat)侧向运动方程的特征根为:0.00e+000(航向随遇平衡模态),-2.05e-002(螺旋模态),-9.15e-001 + 4.09e+000i,-9.15e-001 - 4.09e+000i(荷兰滚模态),-5.78e+000(侧向滚转收敛模态)。荷兰滚模态的阻尼为:2.18e-001,自然频率为:4.19e+000(rad/s)2、 对副翼与方向舵单位阶跃输入下的自然特性进行仿真。sys=ss(alat,blat,clat,dlat) y,t=step(sys,400)Deltabeta(deg)Del
6、tap(deg/s)Deltar(deg/s)Deltaphi(deg)Deltapsi(deg)3、 采用简化方法,求出传递函数采用根轨迹方法设计飞机的滚转角控制系统,并进行仿真。a1=alat(2,4,2,4),b1=blat(2,4,:),c1=clat(2,4,2,4),d1=dlat(2,4,:得到所求传递函数:-92.95 s - 1.772e-020-s2 + 6.03 s + 1.15e-021根轨迹设计过程:选取阻尼比为0.7左右时,得到kp=0.0765g4=feedback(g3,0.0765)kph =0.284此时,根轨迹为:在simulink中进行仿真:Deltap
7、hi4、 设计飞机航向控制系统,并进行仿真。在simulink中搭建框图,利用寻优模块对kps进行设计:得到:kps=10.055、设计飞机方向舵协调控制律,基于侧向线性模型(状态方程),进行航向控制系统的仿真。首先用根轨迹的方法设计kr,a1=alat(1,3,1,3),b1=blat(1,3,:),c1=clat(1,3,1,3),d1=dlat(1,3,:n,d=ss2tf(a1,b1,c1,d1,2),d) %求出𝛥𝑟到𝛥的传递函数此时阻尼大约是0.529(已经是调节范围内的最大值),确定kr=0.229在simulink中建立如下框图:
8、经多次尝试kpsi的值为2.5(虽然在简化模型中设计结果为10.05),kbeta为-1时得到的响应曲线结果较好。仿真曲线结果如下:要求:给出相应的传递函数,画出相应的结构图根轨迹图及仿真曲线,提交word打印稿。1. 数据文件在dataX.mat文件中,按照学号的最后一位选择相应的数据文件。如学号最后一位为5,则选择data5.mat文件作为你设计的数据。2. 在matlab中 输入load data5 则可将数据导入,其中 alon为纵向系统阵,blon为纵向控制输入阵 alat为侧向系统阵,blat为侧向控制输入阵 控制量的单位为deg,状态变量的单位为(deg,deg/s, m) 3、由状态方程求传递函数用ss2tf()函数。 4、仿真可以用simulink搭建仿真图。 5、仿真的输入采用单位阶跃。6、曲线要标注单位,用plot画,不能直接copy scope中的图。 例:图2.2 俯仰角速率回路根轨迹 此时,选择阻尼,得到角速率回路的单位阶跃响应曲线如图2.3所示。图2.3 角速率回路单位阶跃响应曲线。
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