飞行器控制实验报告
飞行器姿态控制实验
可使用运动控制卡的DEMO程序来测试运动控 制卡的各项功能。
电机驱动器MLDS3810
系统选用的伺服驱动是MLDS3810直流伺服驱动器。 接收来自ADT-8940A1运动控制卡的PWM和DIR控制信
计算机 运动控制器
电
控
转
柜
台
本
体
系
统
系统结构图
实验设备
1
转台
小型三自由度转台
该转台是一种教学用测试飞行仿真台。 由机械 台体与测控系统两大部分组成，台体采用 U-UT 结构形式。具有 位置、速率、摇摆和仿真运 动功能 ；可用于各类飞行器目标特性（天线、 光学）飞行控制系统仿真试验。 转台的3个轴均采用直流力矩电机+增量式光电 编码器控制。 外环(X轴):H90LYX03，编码器为10000线。 中环(Y轴):H70LYX01，编码器为10000线。 内环(Z轴):45LYX02 ，编码器为10000线。
实验内容
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实验内容
1 导引头跟踪目标模拟实验
2 导弹姿态运动模拟演示实验
说明
导引头跟踪目标模拟实验
精确制导
精确制导系统组成
精确制导系统由导引系统和控制系统组成。其中，导引系统 一般包括探测设备和计算变换设备。其功能是测量制导武器 与目标的相对位置和速度,计算出实际飞行弹道与理论弹道的 偏差，给出消除偏差的指令。而控制系统则通常由敏感设备、 综合设备、放大变换装置和执行机构(伺服机构)组成。其功 能是根据导引系统给出的制导指令和制导武器的姿态参数形 成综合控制信号，再由执行机构调整控制制导武器的运动或 姿态直至其命中目标。
飞控实验报告
飞控实验报告飞控实验报告引言：飞控系统是无人机的核心组成部分，它通过控制飞行器的各个部件，实现飞行器的稳定飞行。
本次实验旨在研究飞控系统的性能和控制算法，并通过实际操作验证其效果。
一、实验目的本次实验的主要目的是：1. 了解飞控系统的基本原理和结构；2. 研究不同控制算法在飞控系统中的应用效果；3. 通过实际操控飞行器，验证飞控系统的稳定性和精确性。
二、实验装置和方法1. 实验装置：使用一台无人机和相应的飞控系统，包括传感器、处理器和执行器等。
2. 实验方法：通过遥控器操控无人机，在不同环境条件下进行飞行实验，并记录相关数据。
三、飞控系统的基本原理飞控系统由传感器、处理器和执行器等组成。
传感器负责采集飞行器的状态信息，例如姿态、加速度等；处理器根据传感器采集的数据进行计算和控制；执行器则根据处理器的指令，控制飞行器的各个部件，例如电机、舵机等。
四、控制算法的选择与应用在飞控系统中，常用的控制算法包括PID控制、模糊控制和自适应控制等。
不同的算法适用于不同的飞行任务和环境条件。
本次实验将比较不同控制算法在飞行器的稳定性和精确性方面的表现。
五、实验结果与分析在实验过程中，我们分别采用PID控制、模糊控制和自适应控制算法进行飞行控制，并记录了相关数据。
通过对比分析，发现PID控制算法在飞行器的稳定性方面表现较好，能够快速响应外部干扰；模糊控制算法在飞行器的精确性方面表现较好，能够更准确地控制飞行器的姿态；自适应控制算法则在复杂环境下表现较好，能够根据环境变化自动调整控制参数。
六、实验总结与展望通过本次实验，我们深入了解了飞控系统的基本原理和结构，并研究了不同控制算法在飞行器中的应用效果。
实验结果表明，不同算法在不同方面有各自的优势。
未来，我们可以进一步研究和改进飞控系统，提高其性能和适用范围。
结语：飞控系统是无人机的核心技术之一，对于无人机的稳定飞行和精确控制起着重要作用。
本次实验通过实际操作验证了不同控制算法的效果，并为进一步研究和改进飞控系统提供了基础。
飞行器设计实习报告
飞行器设计实习报告1.引言1.1 概述飞行器设计实习是一次宝贵的机会，通过实际操作和指导，深入了解了飞行器设计的基本原理、流程和方法，提高了自己的实际操作能力和设计水平。
在实习过程中，我深刻感受到了设计的重要性和复杂性，也获得了对于飞行器设计的深入理解和认识。
本报告将详细介绍我在实习中的所学所悟，和在实习中的收获和体会。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：在本文中,将分为引言、正文和结论三个部分来展开叙述。
在引言部分中,会对实习内容进行概述,介绍本文的结构和阐明写作的目的。
在正文部分中,将详细讨论飞行器设计实习的内容,包括设计过程与方法的介绍,以及实习期间的心得与体会。
在结论部分中,将对实习经历进行总结,阐述实习期间的收获与成长,并展望未来发展的可能性。
整个报告将围绕飞行器设计实习的内容展开,为读者呈现一份全面而深入的实习报告。
1.3 目的：本报告的目的在于总结和反思飞行器设计实习的经历与成果，通过对实习内容、设计过程与方法以及实习心得与体会的详细描述和分析，以及对实习经历的总结和收获与成长的总结，展望未来发展，希望能够加深对飞行器设计和实习经验的理解，为今后的学习和职业规划提供借鉴和帮助。
文章1.3 目的部分的内容2.正文文章2.1 飞行器设计实习内容:在本次飞行器设计实习中，我主要参与了以下内容：1. 理论学习: 在实习开始阶段，我通过学习飞行器设计的基础理论知识，包括气动学、结构力学、飞行器动力学等相关知识，为实际设计工作打下了良好的基础。
2. 软件应用: 我学习并掌握了多种飞行器设计软件的使用，包括CATIA、SolidWorks等，通过对这些软件的学习和应用，我深入了解了飞行器设计过程中的CAD建模、分析和仿真等方面的操作技能。
3. 实际设计项目: 在实习过程中，我参与了公司的飞行器设计项目，负责绘制飞行器的零部件图纸、进行结构分析、优化设计等工作，通过实际项目的参与，我深刻领会了飞行器设计实践中的挑战和技术要求。
飞控实验报告
飞控实验报告引言：飞行控制系统，简称飞控，是无人机的核心组成部分之一。
它通过接收和处理来自传感器的数据，并根据预设算法将控制信号传递给电机和舵机，从而实现对飞行器的精确控制。
本文将探讨我们所进行的飞控实验，包括实验目的、原理、实验装置、实验过程和实验结果等。
实验目的：我们的实验旨在研究和验证不同飞控算法的控制性能和稳定性。
通过对控制信号的测试和分析，我们旨在找到效果最佳的控制算法，并提供改进控制系统的意见和建议。
实验原理：飞行器的飞行姿态被定义为其在三个轴向上的角度。
通过使用陀螺仪、加速度计和磁力计等传感器，飞控可以测量和计算飞行器的当前姿态。
通过比较当前姿态与期望姿态，飞控可以确定所需的控制指令，并通过控制电机和舵机来实现平衡和稳定的飞行。
实验装置：我们选择了一款较小型号的无人机作为实验对象。
该无人机配备了一套先进的飞控系统，包括传感器、控制算法和通信模块。
通过电脑和无线遥控器，我们可以实时监测和控制无人机的飞行状态。
实验过程：1. 飞行器校准：在进行实验之前，我们首先对飞行器进行校准，以确保传感器测量的数据准确无误。
2. 控制算法选择：我们选取了几种常见的飞控算法，并将它们分别加载到飞控系统中。
每个算法都会给出相应的控制指令，我们将通过实验来评估其飞行性能。
3. 飞行性能测试：我们对每个控制算法进行一系列的飞行测试，包括悬停、自稳和姿态调整等。
在每组测试之前，我们会记录飞控系统的初始设置并制定相应的测试计划。
实验结果：通过对实验数据的收集和分析，我们得出了如下结论：1. 不同的控制算法对飞行器的控制性能和稳定性产生了显著影响。
某些算法可能更适合特定场景和任务，而其他算法则在效果上优于它们。
2. 对于我们的实验对象而言，某一算法在悬停和自稳方面表现较好，而另一算法在姿态调整方面表现优秀。
3. 通过改变控制算法的参数和调整控制策略，我们可以进一步提高飞行器的控制性能和稳定性。
结论：飞控作为无人机的核心系统，对飞行器的控制和稳定起着至关重要的作用。
飞行控制系统报告
飞行控制系统报告1. 引言飞行控制系统是飞机的核心组成部分之一，它负责飞机的姿态控制、导航控制、自动驾驶等功能，对飞机的飞行安全和性能至关重要。
本报告将对飞行控制系统的原理、结构和应用进行详细的介绍和分析。
2. 飞行控制系统原理飞行控制系统的基本原理是通过传感器获取飞机当前的状态信息，然后根据预设的飞行模式和飞行指令，通过控制算法和执行器来实现飞机的稳定飞行和精确控制。
飞行控制系统依靠飞行管理计算机（FMC）来进行整体的协调和控制。
3. 飞行控制系统结构飞行控制系统通常由三个重要的部分组成：飞行管理计算机（FMC）、飞行控制计算机（FCC）和执行器。
3.1 飞行管理计算机（FMC）飞行管理计算机（FMC）是飞行控制系统的核心，它负责对飞机进行全面的管理和控制。
FMC接收来自传感器的飞机状态信息，并根据预设的飞行计划和飞行指令来制定飞行控制策略，并将控制指令传递给飞行控制计算机（FCC）。
3.2 飞行控制计算机（FCC）飞行控制计算机（FCC）是飞行控制系统的核心计算单元，负责根据FMC提供的指令和飞机的状态信息，计算出合适的控制指令，并将其传递给执行器来实现飞机的动力控制和姿态控制。
3.3 执行器执行器是飞行控制系统的执行部分，它负责接收来自FCC的控制指令，并通过各种控制机构，如舵面、发动机推力等，来实现对飞机的控制。
4. 飞行控制系统的应用4.1 飞机稳定性和姿态控制飞行控制系统通过对飞机的姿态控制，可以使飞机保持平稳的飞行状态，提供稳定性和安全性。
4.2 飞行导航和自动驾驶飞行控制系统可以通过GPS导航系统，实现对飞机的导航控制，同时也可以实现自动驾驶功能，减轻驾驶员的工作负担。
4.3 飞机性能优化飞行控制系统可以通过精确的控制和调节，优化飞机的飞行性能，提高燃油效率，减少飞行阻力，提升飞机的速度和操纵性。
5. 飞行控制系统的发展趋势随着航空技术的不断发展，飞行控制系统也在不断创新和进步。
飞行控制仿真实验报告
飞行控制仿真实验报告 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】飞行控制仿真实验报告学号：姓名：专业：指导教师：2016年6月8日目录1.实验内容俯仰操纵实验要求控制俯仰角保持在10度，并记录飞机的状态数据，绘制俯仰角变化曲线、滚转角变化曲线、速度变化曲线、航向变化曲线以及飞机运动轨迹，完成试验后分析仿真结果。
同时，并分析俯仰角能够稳定的原因。
俯仰控制原理俯仰角是由升降舵控制的，升降舵偏角的变化会产生对应的俯仰力矩，俯仰力矩会产生相应的机体角速度。
正是因为机体角速度的存在，才会使得俯仰角发生变化，对于常规飞行器而言，一定的操作杆行程会稳定在一个确定的姿态角。
于是要想使得俯仰角能够稳定的住，那么最终要使得机体角速度为0才行，这就需要引入反馈的概念，由飞机的动力学方程可以看出，姿态角作为反馈信号，反馈给了机体角速度，这样就形成一个耦合回路，保证了俯仰角控制的稳定。
滚转操纵实验要求控制滚转角保持在30度，并记录飞机的状态数据，绘制俯仰角变化曲线、滚转角变化曲线、速度变化曲线、航向变化曲线以及飞机运动轨迹，完成试验后分析仿真结果。
同时，并分析滚转角能够稳定的原因。
滚转操纵原理滚转角的控制由副翼实现，同时方向舵偏角也会引起一定的滚转角，但是方向舵引起的滚转是较小的。
滚转通道和偏航通道是相互耦合的。
左右副翼不同极性的偏转会产生不同极性的滚转转矩，于是会产生不同极性的机体角速度。
正是由于机体角速度的存在，产生了对应的滚转角速度，最终引起了一定的滚转角。
如俯仰角一样，对于常规飞机而言，一定的副翼偏转角会使得滚转角稳定在一个确定的值。
同样，要想使得滚转角可以稳定的住，也需要将滚转角和滚转角速度反馈回机体角速度，通过形成一个闭环控制才能使得飞机的滚转角稳定住。
航向操纵实验要求控制航向角保持在100度，并记录飞机的状态数据，绘制俯仰角变化曲线、滚转角变化曲线、速度变化曲线、航向变化曲线以及飞机运动轨迹，完成试验后分析仿真结果。
直升机控制系统实验报告
直升机控制系统课程报告学号：031710426姓名：王瑞时间：2020年4月29日目录直升机控制系统课程报告 (1)一、主旋翼挥舞运动分析 (2)（一）垂直飞行的均匀挥舞 (2)（二）前飞时的周期挥舞 (2)（三）旋翼偏倒原因 (3)二、画出俯仰通道的开环结构 (3)三、开环模态分析 (4)四、直升机增稳系统设计 (6)（一）增稳系统性能指标 (6)（二）增稳系统优化过程 (7)五、实验感想 (10)1．实验中存在的缺陷 (10)2．实验收获 (10)一、主旋翼挥舞运动分析直升机属于旋翼飞行器，其中主旋翼作为一个单独的系统是直升机中最重要的组成部分，它肩负着直升机飞行时的推进、负重和操控三种功能。
直升机主要产生向上的拉力克服重力，产生向前的水平分力使直升机前进，产生其他分力及力矩使直升机保持平衡或做机动飞行，若直升机在空中发生事故停车，可以及时操控旋翼，使其自传产生缓冲升力，保证安全着陆。
旋翼系统主要由桨叶和桨毂组成，桨毂包含水平、垂直和轴向三个铰，水平较、摆振铰以及变距铰使旋翼的关键部件，其中桨叶的挥舞运动主要是由垂直铰控制。
直升机在前飞时，桨叶重心距旋翼轴的距离不断变化，一起周期交变的科里奥利力。
经研究表明，科里奥利力的最大值高达桨叶自重的7倍伊桑，巨大的科里奥利力会造成巨大的交变弯矩。
有了垂直铰，桨叶绕垂直铰摆动一个角度，从而使桨叶根部所受的交变弯矩大大较小。
下面主要分析桨叶的挥舞运动。
（一）垂直飞行的均匀挥舞直升机在悬停或者定长垂直飞行时，桨叶会形成一个倒置的圆锥，圆锥的椎体周与旋转轴重合。
直升机悬停或垂直飞行时作用在桨叶上的力有气动合力jy F ，水平向外的离心力c F ，力图拉平桨叶，还有桨叶重力jy G 。
当浆页上翘挥舞角β时，水平铰受到的力矩之和为0。
又因为直升机在垂直飞行时相对气流是对称的，桨叶旋转过程中，气动力和离心力均不变，此时挥舞角β等于锥角0a ，即均匀挥舞。
（二）前飞时的周期挥舞直升机前飞时，桨叶旋转形成的倒锥体的锥体轴相对于旋翼的旋转轴出现后倒现象。
直升机控制系统实验报告
直升机控制系统课程报告学号：031710426姓名：王瑞时间：2020年4月29日目录直升机控制系统课程报告 (1)一、主旋翼挥舞运动分析 (2)（一）垂直飞行的均匀挥舞 (2)（二）前飞时的周期挥舞 (2)（三）旋翼偏倒原因 (3)二、画出俯仰通道的开环结构 (3)三、开环模态分析 (4)四、直升机增稳系统设计 (6)（一）增稳系统性能指标 (6)（二）增稳系统优化过程 (7)五、实验感想 (10)1．实验中存在的缺陷 (10)2．实验收获 (10)一、主旋翼挥舞运动分析直升机属于旋翼飞行器，其中主旋翼作为一个单独的系统是直升机中最重要的组成部分，它肩负着直升机飞行时的推进、负重和操控三种功能。
直升机主要产生向上的拉力克服重力，产生向前的水平分力使直升机前进，产生其他分力及力矩使直升机保持平衡或做机动飞行，若直升机在空中发生事故停车，可以及时操控旋翼，使其自传产生缓冲升力，保证安全着陆。
旋翼系统主要由桨叶和桨毂组成，桨毂包含水平、垂直和轴向三个铰，水平较、摆振铰以及变距铰使旋翼的关键部件，其中桨叶的挥舞运动主要是由垂直铰控制。
直升机在前飞时，桨叶重心距旋翼轴的距离不断变化，一起周期交变的科里奥利力。
经研究表明，科里奥利力的最大值高达桨叶自重的7倍伊桑，巨大的科里奥利力会造成巨大的交变弯矩。
有了垂直铰，桨叶绕垂直铰摆动一个角度，从而使桨叶根部所受的交变弯矩大大较小。
下面主要分析桨叶的挥舞运动。
（一）垂直飞行的均匀挥舞直升机在悬停或者定长垂直飞行时，桨叶会形成一个倒置的圆锥，圆锥的椎体周与旋转轴重合。
直升机悬停或垂直飞行时作用在桨叶上的力有气动合力jy F ，水平向外的离心力c F ，力图拉平桨叶，还有桨叶重力jy G 。
当浆页上翘挥舞角β时，水平铰受到的力矩之和为0。
又因为直升机在垂直飞行时相对气流是对称的，桨叶旋转过程中，气动力和离心力均不变，此时挥舞角β等于锥角0a ，即均匀挥舞。
（二）前飞时的周期挥舞直升机前飞时，桨叶旋转形成的倒锥体的锥体轴相对于旋翼的旋转轴出现后倒现象。
哈工大4系飞行器控制实验指导书
飞行器控制实验指导书控制科学与工程教学实验中心2005年3月目录一、实验目的和意义二、实验的基本要求三、Matlab语言基础四、实验项目(一) 实验一飞行器纵向稳定系统综合设计(二) 实验二飞行器侧向稳定器观测器的设计(三) 实验三飞行器爬升率与空速的保持与指令控制(四) 实验四飞行器3维飞行动画仿真实验一、实验目的和意义作为航天学院的学生，掌握飞行器控制方面的知识是必要的。
仅仅通过课堂教学，学生很难切实地掌握飞行器控制的知识，很难熟练地应用飞行器控制的方法。
为了使学生更深刻地理解飞行器控制方面的知识，开设本实验是必要的。
通过飞行器控制实验，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控制系统的设计，同时，使学生掌握用Matlab来进行飞行器控制系统分析与设计的方法。
二、实验的基本要求1．要求学生能较熟练地使用控制系统分析设计软件（Matlab）来进行系统分析与设计。
2．要求学生能熟练地使用Matlab软件进行编程，并在该软件环境下进行调试。
3．要求学生掌握模态控制理论（模态可控、模态可观结构分析；模态控制器设计，模态观测器设计），并编制相应的matlab函数。
4．要求学生能使用所编制的程序进行飞行器控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MatlabMatlab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方便使用。
2．启动Matlab点击Matlab图标会弹出如下窗口(二) 飞行器控制实验中要用到的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]=size(A)3．矩阵的秩：n=rank(A)4．矩阵的逆：B=inv(A)5．求特征值和特征向量：[V,eva]=eig(A') V为A T的广义模态矩阵，eva=diag(λ1,…,λn)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conj(V’);7．子阵的抽取：A(i:j,m:n); A(:,1);A(i,j)8．矩阵四则运算：（维数要一致）表达式与标量数值运算同9．循环语句：for i=1:1:n+1程序行end10．条件判断：if(a~=b)程序行end11．结果显示控制：语句后面加“;”则不显示结果。
飞行器实习报告
实习报告：飞行器实习经历一、实习背景作为一名热衷于航空工程的学生，我一直在寻找一个能够提升自己实践能力和专业技能的机会。
在这个暑假，我终于有幸加入了一家知名的飞行器设计公司，进行了为期两个月的实习。
在这段时间里，我参与了飞行器的制造、测试和维护工作，收获颇丰。
二、实习内容1. 飞行器制造：实习期间，我参与了飞行器的组装和制造工作。
在导师的指导下，我学习了如何正确安装飞行器的各个部件，如发动机、翅膀、尾翼等。
此外，我还了解了飞行器材料的选择和加工工艺，掌握了飞行器结构设计的基本原则。
2. 飞行器测试：在飞行器制造完成后，我参与了飞行器的测试工作。
测试过程中，我负责监测飞行器的各项性能指标，如飞行高度、速度、稳定性等。
通过测试，我学会了如何评估飞行器的性能，并针对存在的问题进行调整和改进。
3. 飞行器维护：实习期间，我还负责了飞行器的日常维护工作。
这包括检查飞行器的各个部件是否正常，清理飞行器上的灰尘和杂质，以及更换损坏的零件。
通过维护工作，我熟悉了飞行器的运行原理和维护方法，提高了自己的故障排查能力。
三、实习收获1. 实践技能的提升：通过参与飞行器的制造、测试和维护工作，我将理论知识与实际操作相结合，提高了自己的实践技能。
同时，我也学会了如何使用各种工具和设备，为今后的学术研究和职业生涯奠定了基础。
2. 团队合作能力的培养：在实习过程中，我意识到团队合作的重要性。
与同事们一起解决问题、分享经验，使我更加懂得如何与他人沟通协作，提高了自己的团队协作能力。
3. 专业知识的拓展：实习期间，我深入了解了飞行器的各个部件和设计原理，拓展了自己的专业知识。
同时，我也对飞行器行业的发展趋势和前沿技术有了更为全面的了解。
4. 职业素养的提高：在实习过程中，我遵循公司的规章制度，尊重导师和同事，认真负责地完成每一项工作任务。
这使我更加明白职业素养的重要性，为今后的就业打下了基础。
四、实习总结通过这次实习，我不仅提高了自己的专业技能和实践能力，还学会了团队合作和职业素养。
四旋翼飞行器倾斜控制 自动控制原理实验报告电子版(研究) 王彤
1. 建立被控对象数学模型 （1）由角度转换为电压 以一根支架水平时所在直线为基准轴，支架顺时钟旋转倾斜角度为 正，逆时钟为负，首先给定目标角度θ ，即希望得到的支架与水平轴的夹
角。输入为θ 时，通过电位器转换为电压，电压与角度成正 u t K1 t
（2）由电压得到转矩 电压带动电机，电机旋转的运动方程，当 L=0 时，电机电枢电流为 i 而电机转矩为 M m K2i ，
式中 M、Jm 分别为绕支架质心旋转的力矩和转动惯量。 2. 分析被控对象特性 <根据简化的数学模型得到传递函数，并分析传递函数的特性> （1） 由角度转换为电压
u t K1 t
拉氏变换得到传递函数 G1 s 查的式中 K1
E
U s K1 s
max
u ， R
u ， R 考虑到电机轴的摩擦 M f f (t ) ，
于是有 M m K 2 对于直流电机电压与旋转角速度的关系为 Tm 有效转矩为 M M m M f （3）由转矩得到旋翼旋转产生的气动拉力
1 2 1 式中 CY、CX 分别为升力系数，和阻力系数， W 2 为翼型迎面动压，S 2
自动控制原理实验研究报告（2010-2011 学年第一学期）
四旋翼飞行器的倾斜控制
姓名： 摘要： 四旋翼飞机通过排布在十字形支架四个顶端的旋翼，产生气动力， 控制飞行器的升降，倾斜，旋转等。本文只讨论四旋翼飞机沿其中一个 支架轴的倾斜控制问题，并且不考虑飞机的高度，旋转，沿另一轴的倾 斜等问题，也不考虑另一轴上的旋翼产生的扰动。输入一个固定倾斜角 度，使飞行器保持这个角度稳定。 关键字：四旋翼飞机 倾斜控制 引言： 相比于单桨直升机而言，四桨直升机有更好的飞行稳定性，和悬停 能力，对侦察拍照，航空测绘等具有强劲优势。采用四螺旋桨设计可以 在现有技术水平上提高直升机的机动性和运载能力，其表现在： 首先，四螺旋桨直升机与传统单螺旋桨直升机在形态上有明显的区 别。四螺旋桨直升机不需要尾桨来保持方向稳定，可以解决现代单桨直 升机空间利用率低的问题。从而提高在舰艇和山区部署使用时的作业效 率。 其次，相比于 H46 等双桨直升机，四桨可以提供更好的悬停性能与 更强大的运载能力，可以用作更稳定的高空作业平台或大型运输工具。 另外，由四个螺旋桨分担目前由一个或两个螺旋桨完成的动力要求 可以降低每个螺旋桨的负担，降低噪音，有利于提高直升机的隐蔽性， 使其可以更好的完成侦察、敌后作战等特种任务。 国内外也有相应的研究、实验，例如比较成功的案例，2009 年一家 德国公司设计制作出一台四螺旋桨内置 GPS 的无人机“MD4-200”，并 进行了成功试飞。该无人机自重 0.9 公斤，并能承重 0.2 公斤，马达噪 音非常小，采用电能驱动，可以在 120 米高度持续飞行 20 分钟。该机 上装有摄像头，可用于侦察。 本文主要通过建立控制对象的数学模型，查阅资料获得参数，得到 系统的传递函数，运用 MATLAB 软件进行设计分析，最后通过 Simulink 仿真，观察所设计的控制系统。 稳定 王彤 班号： 02020801 学号： 2008300558
无人机模拟飞控实训报告
随着科技的不断发展，无人机技术逐渐成为各个领域的重要应用工具。
为了提高无人机操控人员的技术水平，培养具备无人机飞控操作能力的人才，我国许多高校和科研机构开展了无人机模拟飞控实训课程。
本次实训旨在通过模拟飞控系统，使学员掌握无人机飞行的基本原理、操作技巧以及故障排除方法，为实际操作无人机奠定坚实基础。
二、实训目的1. 熟悉无人机飞控系统的基本原理和组成；2. 掌握无人机飞行的基本操作技巧；3. 培养学员解决无人机飞行过程中出现的问题的能力；4. 提高学员的团队协作和沟通能力。
三、实训内容1. 无人机飞控系统原理及组成实训过程中，学员首先学习了无人机飞控系统的基本原理和组成。
包括导航系统、飞控系统、动力系统、任务设备等。
通过了解各个系统的工作原理，为后续实训打下基础。
2. 无人机模拟飞控软件操作学员使用无人机模拟飞控软件进行实际操作。
软件模拟了无人机的飞行环境，包括飞行高度、速度、姿态等。
通过操作软件，学员掌握了无人机起飞、降落、悬停、前进、后退、转弯等基本飞行技巧。
3. 故障排除与应急处理在实训过程中，学员会遇到各种故障，如传感器故障、动力系统故障等。
实训教师通过讲解故障现象、原因和排除方法，使学员掌握了无人机飞行过程中故障排除与应急处理的能力。
4. 团队协作与沟通实训过程中，学员分组进行模拟飞行操作。
在飞行过程中，各组成员需要密切配合，确保无人机安全飞行。
同时，学员通过讨论和交流，提高了团队协作和沟通能力。
1. 实训前期准备实训前，学员需熟悉无人机飞控系统的基本原理和组成，了解各个系统的工作原理。
此外，还需掌握无人机模拟飞控软件的操作方法。
2. 实训实施实训过程中，学员在实训教师的指导下，使用无人机模拟飞控软件进行实际操作。
实训教师针对学员的操作过程进行点评和指导，帮助学员掌握飞行技巧。
3. 实训总结实训结束后，学员进行总结交流，分享实训过程中的心得体会。
实训教师对学员的表现进行点评，指出优点和不足，并提出改进建议。
《飞行控制系统》课程实验(8学时)
《飞行控制系统》课程实验（8学时）一、目标通过本实验，学生能够掌握基本的飞行控制系统的结构，设计的方法，仿真验证方法及控制性能的分析，加深对课堂教学内容的理解。
二、环境在windows操作系统下，matlab/simulink下进行设计与开发。
三、内容（一）飞机纵向飞行控制系统的设计与仿真（4学时）1、飞机纵向自然特性的分析与仿真，包括短周期模态，长周期模态的分析，求解阻尼与自然频率，分析开环响应特性。
2、飞机俯仰角控制系统的设计；3、飞机速度控制系统的设计；4、飞机纵向运动的仿真与分析（二）飞机侧向飞行控制系统的设计与仿真（4学时）1、飞机纵向自然特性的分析与仿真，包括滚转模态，荷兰滚及螺旋模态的分析，求解阻尼与自然频率，分析开环响应特性。
2、飞机滚转角控制系统的设计；3、飞机航向控制系统的设计；4、飞机侧向航向协调控制仿真与分析四．要求1.在matlab下进行编程，系统设计与仿真；2.撰写实验报告，要求给出设计的参数，实验结果及曲线。
附录：（一）飞机纵向俯仰角与速度控制系统设计 某飞机的纵向线性小扰动方程为： lon lon x A x B u =+其中 状态[]T x u q h αθ=∆∆∆∆∆，控制量[]T e T u δδ=∆∆ 问题：1、分析飞机纵向动力学模态，求飞机的长周期与短周期阻尼与自然频率。
2、对升降舵及油门单位阶跃输入下的飞机自然特性进行仿真，画出相应的状态曲线。
3、采用短周期简化方法，求出传递函数()e qG s δ∆∆。
采用根轨迹方法设计飞机的俯仰角控制系统，并进行仿真。
4、基于长周期简化方法，求出传递函数()T uG s δ∆∆，设计飞机的速度控制系统，并进行仿真。
5、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1010s +。
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。
（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： lat lat x A x B u =+其中 状态[]T x p r βφψ=∆∆∆∆∆，控制量[]T a r u δδ=∆∆ 问题：1、求出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。
无人机飞控实训报告心得
一、前言随着科技的飞速发展，无人机技术在我国逐渐崭露头角，广泛应用于军事侦察、农业植保、环境监测、物流配送等多个领域。
为了提高我国无人机操控人员的综合素质，培养具备实际操作能力的技术人才，我国各大高校纷纷开设无人机飞控实训课程。
经过一段时间的无人机飞控实训，我收获颇丰，以下是我对实训的心得体会。
二、实训背景与意义无人机飞控实训是无人机应用技术专业的重要组成部分，旨在通过模拟飞行、实操训练等方式，让学生掌握无人机飞控系统的基本原理、操作技能以及故障排除方法。
本次实训不仅有助于提高学生的实际操作能力，而且有助于培养学生的团队协作精神和创新意识。
三、实训内容与方法1. 理论学习实训前，我们首先进行了无人机飞控系统的理论学习，包括无人机飞控原理、传感器技术、通信技术、导航技术等。
通过学习，我们对无人机飞控系统有了初步的了解，为后续实训奠定了理论基础。
2. 模拟飞行训练模拟飞行训练是无人机飞控实训的重要环节。
我们利用凤凰模拟器进行模拟飞行训练，熟悉无人机的基本操控方法，包括起飞、降落、悬停、航线飞行等。
通过模拟飞行，我们提高了对无人机飞控系统的掌控能力，为实际操作打下了基础。
3. 实际操作训练实际操作训练是无人机飞控实训的关键环节。
在指导老师的带领下，我们进行了多旋翼无人机的实际操作训练。
训练内容包括：（1）无人机组装与调试：学习无人机各个组件的安装、调试方法，确保无人机飞行安全。
（2）无人机起飞与降落：掌握无人机起飞、降落技巧，确保无人机平稳飞行。
（3）航线飞行：学习无人机航线飞行技巧，提高无人机飞行的稳定性。
（4）故障排除：学习无人机常见故障的排除方法，提高无人机操作的可靠性。
4. 团队协作训练在实训过程中，我们进行了团队协作训练。
通过分组进行实际操作训练，培养了我们的团队协作精神和沟通能力。
四、实训心得体会1. 理论与实践相结合无人机飞控实训使我深刻体会到理论与实践相结合的重要性。
在学习理论知识的同时，通过实际操作训练，使我更好地掌握了无人机飞控系统的原理和操作方法。
四旋翼飞行器实验报告
四旋翼飞行器实验报告-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1实验报告课程名称：《机械原理课内实验》学生姓名：徐学腾学生学号： 1416010122所在学院：海洋信息工程学院专业：机械设计制造及其自动化报导教师：宫文峰2016年 6 月 26 日实验一四旋翼飞行器实验一、实验目的1.通过对四旋翼无人机结构的分析，了解四旋翼无人机的基本结构、工作的原理和传动控制系统；2. 练习采用手机控制终端来控制无人机飞行，并了解无人机飞行大赛的相关内容，及程序开发变为智能飞行无人机。
二、实验设备和工具1. Parrot公司AR.Drone2.0四旋翼飞行器一架；2. 苹果手机一部；3. 蓝牙数据传输设备一套。
4. 自备铅笔、橡皮、草稿纸。
三、实验内容1、了解四旋翼无人机的基本结构；2、了解四旋翼无人机的传动控制路线；3、掌握四旋翼无人机的飞行控制的基本操作；4、了解四旋翼无人机翻转动作的机理；5、能根据指令控制无人机完成特定操作。
四、实验步骤1、学生自行用IPHONE手机下载并安装AR.FreeFlight四旋翼飞行器控制软件。
2、检查飞行器结构是否完好无损；3、安装电沲并装好安全罩；4、连接WIFI，打开手机AR.FreeFlight软件，进入控制界面；5、软件启动，设备连通，即可飞行。
6、启动和停止由TAKE OFF 控制。
五、注意事项1.飞行器在同一时间只能由一部手机终端进行控制；2. 飞行之前，要检查螺旋浆处是否有障碍物干涉；3. 飞行之后禁止用手去接飞行器，以免螺旋浆损伤手部；4. 电量不足时，不可强制启动飞行；5. 翻转特技飞行时，要注意飞行器距地面高度大于4米以上；6. 飞行器不得触水；7. 飞行器最大续航时间10分钟。
六、实验相关问题1. 整理四旋翼飞行器的传动控制路线。
四旋翼飞行器采用四个旋翼作为飞行的直接动力源，旋翼对称分布在机体的前后、左右四个方向，四个旋翼处于同一高度平面，且四个旋翼的结构和半径都相同，对角线方向上的旋翼旋转方向相同，相邻旋翼旋转方向相对，四个电机对称的安装在飞行器的支架端，支架中间空间安放飞行控制计算机和外部设备。
无人机飞控开发实训报告
一、实训背景随着无人机技术的快速发展，无人机飞控系统在无人机中的应用越来越广泛。
为了提高我国无人机飞控技术的研发水平，培养无人机飞控领域的专业人才，我们开展了无人机飞控开发实训。
本次实训旨在让学生掌握无人机飞控系统的基本原理、设计方法及实践技能，提高学生的动手能力和创新能力。
二、实训目标1. 理解无人机飞控系统的基本原理和组成；2. 掌握无人机飞控系统的设计方法，包括硬件设计、软件设计、算法设计等；3. 学会使用飞控开发工具和平台，进行无人机飞控系统的开发；4. 培养学生的团队协作精神和创新意识。
三、实训内容1. 无人机飞控系统概述首先，我们学习了无人机飞控系统的基本原理和组成。
无人机飞控系统主要由传感器、控制器、执行器、通信模块等组成。
传感器用于感知无人机周围的环境信息，控制器根据传感器信息进行决策，执行器根据控制器指令执行动作，通信模块用于与其他设备进行数据交换。
2. 无人机飞控系统硬件设计在硬件设计方面，我们学习了无人机飞控系统的硬件架构，包括微控制器、传感器、执行器等。
我们掌握了无人机飞控系统硬件选型、电路设计、PCB布线等技能。
同时，我们学习了如何使用飞控开发工具，如Altium Designer、Eagle等，进行飞控系统硬件设计。
3. 无人机飞控系统软件设计在软件设计方面，我们学习了无人机飞控系统的软件架构，包括姿态解算、控制算法、通信协议等。
我们掌握了嵌入式软件开发工具，如Keil、IAR等，进行无人机飞控系统软件设计。
此外，我们还学习了如何使用开源飞控系统，如PX4、APM等，进行无人机飞控系统软件设计。
4. 无人机飞控系统算法设计在算法设计方面，我们学习了无人机飞控系统的姿态解算算法、控制算法、滤波算法等。
我们掌握了姿态解算算法（如四元数解算、卡尔曼滤波等）、控制算法（如PID控制、滑模控制等）和滤波算法（如互补滤波、卡尔曼滤波等）的设计与实现。
5. 无人机飞控系统实践在实践环节，我们使用四旋翼无人机飞控教学实验系统进行无人机飞控系统的实践。
飞行器模拟与控制技术研究
飞行器模拟与控制技术研究随着飞行器技术的不断发展，飞行器模拟与控制技术也越来越受到关注。
飞行器模拟与控制是指利用计算机模拟鸟类、昆虫或其他自然界中存在的生物体的飞行方式，研究并开发新型飞行器。
飞行器模拟与控制需要很高的技术航空知识和计算机技术，以实现具有仿生学特点的飞行器的设计和操作控制。
一、飞行器模拟技术飞行器模拟技术是将真实的飞行情况模拟到计算机系统中来，使人们能够通过计算机模拟真实飞行环境，以便更好地研究飞行器的性能和技术指标，实现飞行器的飞行过程的可视化和实时仿真。
在飞行器的研究、修改和发展过程中，飞行器模拟技术非常重要。
1. 飞行器模拟技术的应用飞行器模拟技术广泛应用于飞机、直升机、无人机、卫星、飞行控制系统等领域，主要用于航空工业、航天工业、空军、民航、科研机构、高校等领域的飞行器设计、开发和测试。
2. 飞行器模拟技术的发展飞行器模拟技术的发展已经历了从简单模拟到真实模拟，再到虚拟现实模拟的发展过程。
现代飞行器模拟技术主要分为物理模拟和计算机模拟两部分，将现代计算机技术、通信技术、先进的人机界面技术及仿真技术相结合，实现对各种飞行器的技术参数及飞行性能进行全方位深入研究。
二、飞行器控制技术飞行器控制技术是指通过控制器实时控制飞行器的移动和方向，使飞行器完成特定的任务和运动。
飞行器控制技术包含有飞行器飞行控制、导航控制、引导控制、姿态控制等多方面内容。
1. 飞行器控制技术的应用飞行器控制技术广泛应用于飞机、直升机、无人机、卫星、航空发动机、气动机械、自动控制设备等领域。
2. 飞行器控制技术的发展飞行器控制技术从传统的机械控制逐渐发展到电子控制，再到数字控制和智能控制等多种形式。
这些控制技术的应用和发展，不断提高了飞行器的飞行性能和安全性。
此外，由于对控制技术的研究，也让人们对飞行器技术的研究探索更加深入。
三、飞行器模拟与控制技术的研究飞行器模拟与控制技术的研究是指在不断深化和完善已有技术的基础上，寻求新的发展思路和解决方法，并进一步推动飞行器技术朝着更高更快更安全的方向发展。
旋翼机飞行试验报告
旋翼机飞行试验报告1. 引言本文旨在对旋翼机进行飞行试验并记录试验过程、结果以及相关数据分析。
旋翼机是一种具有多个旋转翼的飞行器，其飞行原理主要依靠旋转翼的升力和推力产生。
本次试验旨在评估旋翼机的飞行性能和稳定性。
2. 实验目的本次试验的主要目的如下： - 评估旋翼机的起飞性能； - 测试旋翼机在不同速度下的稳定性； - 检验旋翼机在不同飞行模式下的操纵性； - 收集试验数据以供进一步分析和改进旋翼机设计。
3. 实验装置和方法3.1 实验装置本次试验所使用的旋翼机为型号XYZ-123，采用了X型布局的四旋翼设计。
旋翼机配备了测量高度、速度和姿态的传感器，并且装有数据记录仪。
实验过程中，我们还使用了操纵杆和遥控器来控制旋翼机的起降和飞行模式切换。
3.2 实验方法在试验开始前，我们先对旋翼机进行了全面的系统检查和预热。
然后，我们按照以下步骤进行试验： 1. 首先，我们将旋翼机放置在平坦的试验场地上，并确保周围没有任何障碍物。
2. 我们连接电源并启动旋翼机的电机，在旋翼机起飞前进行预热和稳定。
3. 通过遥控器控制旋翼机进行起降，记录起飞性能数据，包括起飞时间、所需距离和高度。
4. 在旋翼机稳定后，我们逐步增加速度，记录不同速度下的稳定性数据。
5. 在达到最大速度后，我们测试旋翼机在不同飞行模式（如自动悬停、自动导航和手动操纵）下的操纵性能。
6. 实验结束后，我们将旋翼机降落并关闭电机。
4. 实验结果与数据分析在试验过程中，我们记录了一系列数据，包括起飞性能、稳定性和操纵性能。
下面是主要的实验结果和数据分析： - 起飞性能：根据记录的数据，我们计算出旋翼机的平均起飞时间为3秒，平均起飞所需距离为5米，平均起飞高度为2米。
- 稳定性：在不同速度下，旋翼机都能稳定飞行，但在较高速度下出现了轻微的颤抖现象。
这可能是由于气流对旋翼机的干扰引起的。
需要进一步分析来优化旋翼机设计。
- 操纵性能：旋翼机在自动悬停和自动导航模式下表现出良好的定位能力和稳定性，能够精确悬停或按预定航线飞行。
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for(k=2:600)
ptr(:,k)=[ptr(1,1)-v_t*cos(alpha)*dt*k;ptr(2,1);ptr(3,1)+v_t*sin(alpha)*k*dt];
r(k-1)=sqrt((ptr(1,k-1)-pmr(1,k-1))^2+(ptr(2,k-1)-pmr(2,k-1))^2+(ptr(3,k-1)-pmr(3,k-1))^2);
0.3838 0.3214
0.4040 0.3351
0.4242 0.3486
0.4444 0.3617
0.4646 0.3746
0.4848 0.3873
0.5051 0.3996
0.5253 0.4118
0.5455 0.4236
0.5657 0.4353
0.5859 0.4467
0.6061 0.4579
if abs(imag(b))>0
b=0.0000001;
end
if abs(imag(dq))>0
dq=0.0000001;
end
q(k)=q(k-1)+dq;
o(k)=o(k-1)+K*dq;
a(k)=o(k)-q(k);
c1=r(k-1)*sin(b)/sin(a(k)+b);
c2=r(k-1)*sin(a(k))/sin(a(k)+b);
0.8687 0.5842
0.8889 0.5926
0.9091 0.6008
0.9293 0.6089
0.9495 0.6168
0.9697 0.6245
0.9899 0.6321
1.0101 0.6396
1.0303 0.6468
1.0505 0.6540
1.0707 0.6610
1.0909 0.6678
飞行器的运动学方程为：
初始条件 自己选取， 为控制加速度，
选择合适的控制加速度变化规律，画出飞行轨迹。
代码如下：
dt=0.01;%设置微小的时间量
vm=400;%导弹的速度
am=30;
ae=pi/180;%角度转换倍数
x(1)=0;y(1)=0;z(1)=0;%导弹的初始位置
pmr(:,1)=[x(1);y(1);z(1)];%导弹位置信息矩阵
dq=a(k)-acos(((c1-s_m)^2+c3^2-(c2-s_t)^2)/(2*(c1-s_m)*c3));
if abs(imag(dq))>0
0.6263 0.4688
0.6465 0.4796
0.6667 0.4901
0.6869 0.5004
0.7071 0.5105
0.7273 0.5204
0.7475 0.5300
0.7677 0.5395
0.7879 0.5488
0.8081 0.5580
0.8283 0.5669
0.8485 0.5756
1.5960 0.8006
1.6162 0.8046
1.6364 0.8085
1.6566 0.8124
1.6768 0.8162
1.6970 0.8199
1.7172 0.8236
1.7374 0.8271
1.7576 0.8306
1.7778 0.8340
1.7980 0.8374
1.8182 0.8407
0.1414 0.1331
0.1616 0.1506
0.1818 0.1678
0.2020 0.1846
0.2222 0.2011
0.2424 0.2172
0.2626 0.2330
0.2828 0.2485
0.3030 0.2637
0.3232 0.2786
0.3434 0.2932
0.3636 0.3074
end
q(k)=q(k-1)+dq;
o(k)=o(k-1)+K-1)*sin(b)/sin(a(k)+b);
c2=r(k-1)*sin(a(k))/sin(a(k)+b);
c3=sqrt((c1-s_m)^2+(c2-s_t)^2+2*(c1-s_m)*(c2-s_t)*cos(a(k)+b));
Harbin Institute of Technology
飞行器制导与控制
实验报告
专业：自动化
班级：
学号：**********
姓名：
设计时间：2015/12/12
上机实验1：
使用四阶龙格库塔法求解微分方程
先定义参数 ，初值条件可以自己任取。
1.源程序：
function [x,y] = M1(fun,x0,xt,y0,PointNum)
time=0;%初始化角度和时间信息
sm=vm*dt;%导弹微小时间内飞行距离
% ft=0.4*ae;
% st=0.2*ae;
% vm=vm+am*time;
ft=0;
st=0;
for(k=2:500)
time=time+dt;
vm=vm+am*time;
pmr(:,k)=[pmr(1,k-1)+vm*dt*cos(st)*cos(ft);pmr(2,k-1)+vm*dt*sin(st);
c2=r(k-1)*sin(a(k))/sin(a(k)+b);
c3=sqrt((c1-s_m)^2+(c2-s_t)^2+2*(c1-s_m)*(c2-s_t)*cos(a(k)+b));
dq=a(k)-acos(((c1-s_m)^2+c3^2-(c2-s_t)^2)/(2*(c1-s_m)*c3));
end
2、运行文件：
x0=0;
xt=2;
Num=100;
h=(xt-x0)/(Num-1);
x=x0+[0:Num]*h;
a=1;
yt=1-exp(-a*x);
fun=inline('-y+1','x','y');
y0=0;
PointNum=100;
[xr,yr]=M1(fun,x0,xt,y0,Num);
clc
dt=0.1;
alpha=pi/6;v_t=0.42;s_t=v_t*dt;
v_m=0.60;s_m=v_m*dt;
x(1)=0;y(1)=0;z(1)=0;%导弹初始位置
pmr(:,1)=[x(1);y(1);z(1)];
ptr(:,1)=[25;5;7];
K=3;
q(1)=0;
o(1)=0;
1.8384 0.8439
1.8586 0.8470
1.8788 0.8501
1.8990 0.8532
1.9192 0.8561
1.9394 0.8590
1.9596 0.8619
1.9798 0.8647
2.0000 0.8674
2.0202 0.8701
上机实验2：
假设飞行器恒速率飞行，飞行器的动力学方程可简化为：
c3=sqrt((c1-s_m)^2+(c2-s_t)^2+2*(c1-s_m)*(c2-s_t)*cos(a(k)+b));
dq=a(k)-acos(((c1-s_m)^2+c3^2-(c2-s_t)^2)/(2*(c1-s_m)*c3));
if abs(imag(dq))>0
dq=0.0000001;
if nargin<4 | PointNum<=0
PointNum=100;
end
if nargin<3
y0=0;
end
y(1,:)=y0(:)';
h=(xt-x0)/(PointNum-1);
x=x0+[0:(PointNum)]'*h;
for k=1:(PointNum)
f1=h*feval(fun,x(k),y(k,:));
上机实验4：
导弹的动力学和运动学方程同实验2，如式所示，目标的动力学方程为：
目标的运动学方程为：
比例导引律：
其中，
目标相对导弹的运动方程：
其中，
初始条件 自己设定，目标的运动情况自己假定，选择合适的比例导引系数，利用四阶龙格库塔求解出仿真结果，绘出导弹与目标的运动轨迹。
clear all;
close all;
参数设计:
内环部分：
其中认为 则内环反馈通道中传递函数为G1，前向通道上传递函数为1， 采用比例控制器，根据计算和试凑可知，有以下结果：
比例 =1.82
则开环Bode图如下：
此时相角裕度90.8°，剪切频率116rad/s。满足内环设计需求。
外环设计
即设计C(s)的传递函数，根据内环设计完成后的传递函数，采用PID控制进行设计，其中传递函数如下：
M1_x=xr'
M1_y=yr'
plot(x,yt,'k',xr,yr,'r-')
legend('jiexi','Runge-Kutta',2)
3、实验结果：
0 0
0.0202 0.0202
0.0404 0.0400
0.0606 0.0594
0.0808 0.0784
0.1010 0.0970
0.1212 0.1153
1.1111 0.6745
1.1313 0.6811