11飞机飞行姿态控制模型

0.25 rad
控制器 ?
δ
θ
图 4 飞机飞行姿态控制模型
三. 实验仪器和设备
1. 计算机
1台
2. DRLink 计算机控制平台
1套
3. 打印机
1台
四. 实验步骤
1. 运行DRLink主程序，点击DRLink快捷工具条上的"联机注册"图标，选择其中的“DRLink 采集仪主卡检测”或“网络在线注册”进行软件注册。
实验十一 飞机飞行姿态控制模型
一. 实验目的
综合运用所学控制知识设计控制器，对飞机飞行姿态控制模型进行控制，达到快速调整飞 机飞行姿态的目的。
图 1 Boeing777 飞机
二. 实ห้องสมุดไป่ตู้内容
飞机飞行姿态控制模型是一个经典的控制理论教学模型，它具有物理模型简单、概念清晰， 便于用控制理论算法进行控制的特点。如图 2 所示。
3. 对上面实验进行修改，直接观察其开环阶跃响应情况。 4. 用根轨迹法、Bode 图法等系统性能校正方法，设计其它控制器，观察它们对飞机飞行
姿态控制性能的改进效果。
五. 实验报告要求
1. 简述实验目的和原理，根据实验要求整理该实验的原理设计图。 2. 按实验步骤附上相应的信号波形曲线，总结实验得出的主要结论。 3. 拷贝实验系统运行界面，插入到 Word 格式的实验报告中，用 Winzip 压缩后通过 Email
上交实验报告。 注：本实验理论模型参考 Control Tutorials for Matlab of CTM.
图 2 飞机飞行姿态控制原理
设飞机处于稳定飞行状态，飞行速度和高度不变，这时有简化的飞行动力学方程：
代入飞行参数，有：
对上式取拉氏变换，有： 最后得到飞机飞行姿态角θ 和控制角δ 间的传递函数： 给飞机输入一个阶跃控制角信号δ =11°，得系统的开环响应信号如下：
图 3 系统的开环响应
差设计<系出2%统一。开个环飞响机应飞的行飞姿机态飞控行制姿器态，角使其θ 的阶上跃升响较应慢满，足同：时上系升统时是间不<稳5定秒的、。过要冲求量根<据1所0%学、的稳知态识误，
2. 在 DRLink 软件平台的地址信息栏中输入 WEB 版实验指导书的地址，如“http://服务器 IP 地址/ControlLAB/index.htm”，在实验目录中选择“飞机飞行姿态控制模型”，建立实 验环境，如下图所示。设定 PID 控制器的参数，观察不同参数时飞机飞行姿态变化情况。
图 5 用 PID 控制器改善飞机飞行姿态控制性能