MATLAB軟件在偏航控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

余 泉，馮瑞娜

1.江西省機(jī)械科學(xué)研究所，江西南昌 330002

2.南昌航空大學(xué)飛行器工程學(xué)院，江西南昌 330063

0 引言

為了提高飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性,僅僅依靠改變飛機(jī)的氣動(dòng)外形布局已經(jīng)不能滿足飛行品質(zhì)規(guī)范的要求。飛行品質(zhì)規(guī)范要求在整個(gè)飛行包線內(nèi)，高機(jī)動(dòng)性飛機(jī)均應(yīng)具有良好的模態(tài)特性,尤其對(duì)橫航向的荷蘭滾模態(tài)和滾轉(zhuǎn)模態(tài)特性都提出了嚴(yán)格的要求，因此常規(guī)飛機(jī)僅靠改變氣動(dòng)外形很難達(dá)到，要解決這個(gè)問題，只能借助于飛行控制系統(tǒng)。如何將控制理論應(yīng)用到飛行力學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的飛行控制一直是我們研究的重點(diǎn)，目前適用于飛行控制的設(shè)計(jì)方法有兩大類,分別是經(jīng)典控制與現(xiàn)代控制。對(duì)于單變量和弱藕合的多變量系統(tǒng)，普遍采用經(jīng)典設(shè)計(jì)方法，而對(duì)于強(qiáng)藕合的多變量系統(tǒng)，則多采用現(xiàn)代控制技術(shù)。迄今為止，多數(shù)飛控系統(tǒng)的控制律主要是利用經(jīng)典的單回路頻域或根軌跡方法設(shè)計(jì)的。

在進(jìn)行飛行控制系統(tǒng)控制律設(shè)計(jì)的時(shí)候，MATLAB 軟件是我們常用的一款軟件，MATLAB 軟件廣泛應(yīng)用于信號(hào)和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，尤其在數(shù)值分析、矩陣計(jì)算及系統(tǒng)的建模和仿真方面有強(qiáng)大的功能。其所帶的SIMULINK 工具箱在進(jìn)行飛行控制系統(tǒng)建模和仿真時(shí)為我們提供了一個(gè)功能強(qiáng)大的可視化環(huán)境。本文完成利用MATLAB 軟件對(duì)飛機(jī)的偏航控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的案例。根據(jù)經(jīng)典控制理論中根軌跡法，采用內(nèi)外回路的反饋控制設(shè)計(jì)對(duì)飛機(jī)的偏航控制系統(tǒng)進(jìn)行校正，調(diào)節(jié)航向運(yùn)動(dòng)的阻尼比和調(diào)節(jié)時(shí)間，使飛機(jī)的航向模態(tài)滿足飛行品質(zhì)規(guī)范的要求。

1 偏航運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)要求

2 利用matlab 軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)