飞机速度控制系统matlab仿真
飞行控制系统的侧向控制matlab仿真
飞行控制系统的侧向控制matlab仿真介绍飞行控制系统在飞行器中起着至关重要的作用，它负责控制和调整飞行器的姿态和运动。
其中，侧向控制是飞行控制系统的一个重要部分，它可以影响飞行器的侧向动态特性和机动性能。
本文将介绍如何使用MATLAB进行侧向控制系统的仿真，并详细探讨该任务的内容和相关实现方法。
侧向控制系统的组成控制框图侧向控制系统通常由以下组成部分构成： 1. 输入信号：包括飞行器的姿态、角速度等信息； 2. 传感器：负责采集飞行器的状态信息，如加速度、陀螺仪等； 3. 控制器：根据输入信号和传感器信息，生成控制指令； 4. 执行器：根据控制指令，调整飞行器的姿态和运动。
详细说明在侧向控制系统中，控制器起着至关重要的作用。
它通过对输入信号和传感器信息进行处理和分析，生成相应的控制指令，以调整飞行器的侧向运动。
具体而言，控制器通常包括以下几个模块： 1. 姿态控制：用于控制飞行器的姿态，如滚转、俯仰和偏航； 2. 舵面控制：用于控制飞行器的舵面，如副翼和方向舵；3. 纵向和横向耦合控制：用于处理飞行器纵向和横向耦合特性，以提高侧向控制系统的性能； 4. 鲁棒控制：用于提高侧向控制系统的稳定性和鲁棒性。
MATLAB仿真实现建模在进行侧向控制系统的仿真前，首先需要对飞行器进行建模。
建模过程中需要考虑飞行器的动力学特性以及控制器的设计要求。
动力学模型飞行器的动力学模型可以使用欧拉法、四元数等表示。
在侧向控制中，常用的是欧拉法建模。
例如，对于二维飞行器，其动力学方程可以表示为：m * x'' = -g * sin(theta) - D * x'm * y'' = g * cos(theta) - D * y'I * theta' = M其中，m表示飞行器的质量，x和y分别表示飞行器在水平和垂直方向的位移，theta表示飞行器的俯仰角，g表示重力加速度，D表示阻尼系数，I表示飞行器的惯性矩，M表示扭矩。
利用Matlab进行航空航天系统仿真与分析
利用Matlab进行航空航天系统仿真与分析航空航天系统仿真与分析是现代航空航天工程中不可或缺的重要环节。
利用Matlab这一强大的数学软件工具，工程师们能够模拟和分析各种航空航天系统的性能和行为，为设计、优化和决策提供有力的支持。
首先，Matlab提供了丰富的数学建模和仿真功能，使得航空航天系统的振动、力学、控制等方面可以被准确地描述和分析。
例如，对于一个飞机的结构设计，可以使用Matlab建立系统的有限元模型，通过求解方程组得到结构的模态振动频率和模态形状，进而评估结构的稳定性和动力特性。
这有助于工程师们在设计过程中及早发现潜在问题并加以解决，从而提高飞机的安全性和性能。
其次，Matlab还提供了强大的信号处理和控制系统设计工具，为航空航天系统的控制和导航问题提供了有效的解决方案。
例如，对于一个航天器的姿态控制系统，可以利用Matlab进行系统建模和仿真，验证控制策略的有效性和稳定性。
此外，Matlab还提供了模糊控制、神经网络等先进的控制方法的工具包，使得工程师们能够更精确地设计和优化航空航天系统的控制算法。
在航空航天系统仿真与分析过程中，数据的处理和可视化是不可或缺的步骤。
Matlab提供了强大的数据处理工具和图像绘制功能，使得工程师们能够对仿真结果进行全面的分析和展示。
例如，利用Matlab的统计分析工具，可以对仿真结果进行参数敏感性分析，从而得到系统的性能指标和工作状态的分布情况。
此外，Matlab还提供了各种绘图函数和工具箱，使得工程师们能够直观地展示数据和结果，为后续决策提供可靠的依据。
最后，对于复杂的航空航天系统，其仿真模型往往由多个不同的子系统组成，需要进行集成和协同仿真。
Matlab提供了强大的系统建模和集成仿真工具，使得不同子系统之间的交互与协同可以被准确地模拟和分析。
例如，对于一个飞行器的动力学和控制系统，可以使用Matlab进行整机级别的系统建模和仿真，对系统的整体性能和响应进行分析。
matlab典型飞机的飞行控制律设计 -回复
matlab典型飞机的飞行控制律设计-回复Matlab典型飞机的飞行控制律设计引言：随着航空技术的不断发展，飞行控制律设计在飞行器领域中变得越来越重要。
飞行控制律设计的目标是确保飞行器在不同的飞行阶段具有稳定性、灵敏性和可靠性。
在本文中，我们将使用Matlab软件进行典型飞机的飞行控制律设计，并介绍一些基本概念和步骤。
第一步：建立飞行动力学模型在飞行控制律设计中，首先需要建立飞行动力学模型。
该模型描述了飞行器的运动和动力特性，是设计控制律的基础。
常用的方法包括平面模型和三维模型，根据实际情况选择合适的模型。
在Matlab中，可以使用Simulink工具箱来建立这些模型。
第二步：选择控制器的结构控制器是用来实现期望的飞行特性的关键组件。
根据设计需求和目标，选择合适的控制器结构非常重要。
常见的控制器结构包括比例-积分-微分（PID）控制器和线性二次调节（LQR）控制器。
在Matlab中，可以使用Control System Toolbox来创建这些控制器。
第三步：系统辨识和参数估计在设计控制律之前，需要准确的飞行动力学模型。
然而，实际情况下，飞行器的动力学特性可能会随时间而变化。
因此，需要进行系统辨识和参数估计，以获取准确的模型。
Matlab提供了多种辨识工具和方法，例如系统辨识工具箱和优化工具箱。
第四步：设计控制律根据飞行器的特性和实际需求，设计有效的控制律非常重要。
这些控制律可以调整飞行器的姿态、轨迹和稳定性。
在Matlab中，可以使用反馈控制、前馈控制和状态观测器等技术来设计控制律。
第五步：仿真和优化在设计控制律之后，需要对其进行仿真和优化，以验证其性能和调整参数。
Matlab的Simulink工具箱提供了强大的仿真环境，可以模拟不同飞行条件下的飞行动态。
通过该仿真环境，可以评估控制律的性能并对其进行优化。
第六步：系统实现和验证最后一步是将设计的控制律应用到实际飞行器中，并验证其性能和可靠性。
《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。
Matlab技术在航空控制系统中的应用方法
Matlab技术在航空控制系统中的应用方法随着科技的发展，航空控制系统在现代航空领域中扮演着极其重要的角色。
为了保证航空器的安全和稳定飞行，航空控制系统需要应对各种复杂的问题和挑战。
而Matlab作为一种强大的数学计算和数据分析工具，被广泛应用于航空控制系统中。
本文将详细介绍Matlab技术在航空控制系统中的应用方法。
首先，Matlab在航空控制系统中的一个重要应用是飞行姿态控制。
飞行姿态控制是指通过控制飞机在空中的姿态（如俯仰、偏航和滚转等），以达到飞机稳定和指定航向的目的。
Matlab提供了一系列的飞行姿态控制算法和工具。
例如，我们可以使用Matlab进行负反馈控制，根据传感器测量的姿态数据和期望的姿态值来计算控制指令，并将其发送给飞行控制系统。
此外，Matlab还可以用于开发和优化飞行姿态控制算法，以提高飞机的稳定性和控制性能。
其次，Matlab在航空控制系统中的另一个重要应用是飞行路线规划和优化。
飞行路线规划是指确定飞机在空中的航路和航线，以便实现最优的飞行路径和节省燃料。
Matlab提供了一系列的优化算法和工具，可以帮助航空控制人员在考虑各种因素（如风、燃料消耗和航空管制等）的情况下，规划出最佳的飞行路线。
此外，Matlab还可以用于飞行路线的实时优化，以应对突发情况和交通管制等因素对航班的影响。
此外，Matlab还可以用于建立航空控制系统的数学模型和仿真平台。
航空控制系统的设计和优化需要基于数学模型进行。
通过使用Matlab，航空控制人员可以建立复杂的数学模型，模拟航空器的飞行动力学和气动特性，并进行系统性能和可靠性的评估。
此外，Matlab还支持航空控制系统的实时仿真，可以用于验证和调试控制算法，并提供可视化的结果和分析。
最后，Matlab还可以用于航空控制系统的数据分析和故障诊断。
航空控制系统需要实时监测飞机的状态和性能，并及时检测和诊断故障。
Matlab提供了一系列的数据分析和故障诊断工具，可以处理和分析大量的传感器数据，并自动检测异常和故障。
《MATLAB与控制系统仿真》实验报告
《MATLAB与控制系统仿真》实验报告一、实验目的本实验旨在通过MATLAB软件进行控制系统的仿真，并通过仿真结果分析控制系统的性能。
二、实验器材1.计算机2.MATLAB软件三、实验内容1.搭建控制系统模型在MATLAB软件中，通过使用控制系统工具箱，我们可以搭建不同类型的控制系统模型。
本实验中我们选择了一个简单的比例控制系统模型。
2.设定输入信号我们需要为控制系统提供输入信号进行仿真。
在MATLAB中，我们可以使用信号工具箱来产生不同类型的信号。
本实验中，我们选择了一个阶跃信号作为输入信号。
3.运行仿真通过设置模型参数、输入信号以及仿真时间等相关参数后，我们可以运行仿真。
MATLAB会根据系统模型和输入信号产生输出信号，并显示在仿真界面上。
4.分析控制系统性能根据仿真结果，我们可以对控制系统的性能进行分析。
常见的性能指标包括系统的稳态误差、超调量、响应时间等。
四、实验步骤1. 打开MATLAB软件，并在命令窗口中输入“controlSystemDesigner”命令，打开控制系统工具箱。
2.在控制系统工具箱中选择比例控制器模型，并设置相应的增益参数。
3.在信号工具箱中选择阶跃信号，并设置相应的幅值和起始时间。
4.在仿真界面中设置仿真时间，并点击运行按钮，开始仿真。
5.根据仿真结果，分析控制系统的性能指标，并记录下相应的数值，并根据数值进行分析和讨论。
五、实验结果与分析根据运行仿真获得的结果，我们可以得到控制系统的输出信号曲线。
通过观察输出信号的稳态值、超调量、响应时间等性能指标，我们可以对控制系统的性能进行分析和评价。
六、实验总结通过本次实验，我们学习了如何使用MATLAB软件进行控制系统仿真，并提取控制系统的性能指标。
通过实验，我们可以更加直观地理解控制系统的工作原理，为控制系统设计和分析提供了重要的工具和思路。
七、实验心得通过本次实验，我深刻理解了控制系统仿真的重要性和必要性。
MATLAB软件提供了强大的仿真工具和功能，能够帮助我们更好地理解和分析控制系统的性能。
MATLAB在飞机环境控制系统仿真中的应用
!
控制部件建模
控制部件包括各种传感器、 阀门、 压力调节
图,
阀门控制器模型
完成模块的构造以后， 可以对其进行封装， 点 击封装后的模块就可以输入控制器的各个参数 ! 其余的控制部件， 也可以采用类似的方法， 建立相 应的模型 !
真时连接其它部件 ! 管道库中的模块如图 - 所示 !
"
后
环控系统仿真工具箱的介绍
, 是仿真得到的温度值与实验结果的比较 " 从上面表中可以看出， 仿真值与实验值非常 接近， 误差很小， 说明本软件的仿真结果是可信 的 " 对上述系统仿真 +,= -， 在 @<A 为 BC6.D,==， 内 存为 $# % 的机器上， 计算时间不到 # /.5 " 另外， 对
万方数据
$*
北 京 航 空 航 天 大 学 学 报
了飞机环控系统综合仿真的 -./0.1 工具箱 , 简单介绍了所开发的仿真工具箱， 并且 用此工具箱对某型飞机的环控系统进行了仿真研究， 与实验结果的对比表明， 所开发 的工具箱， 具有很高的仿真精度 , 关 词：仿真；环境控制；飞机；-./0.1 中图分类号：/2 )’% , ’ 文献标识码：. 文 章 编 号：%""%#$’&$ （!""!） "%#""3)#"3 需要完成 :;-<0;=> 模块 , -./0.1 下进行仿真， 制冷部件的数学模型一般是非线形的方程组， 较 为复杂， 因此， 仿真时需要用到 -./0.1 中的 : 函 数 , 在环控系统仿真中， : 函数的编写具有以下特 点, 因为制冷部件是连续时变系统， 它的 : 函数 编写只用到 ?5@A B "、 ?5@A B %、 ?5@A B ) 三种情况 , 具 体含义如下 , %）?5@A B " 数据初始化， 包括对整个非线形系统的定义 , 在系统模型初始化定义中， 需要定义系统的维数 以及状态变量的初始值 , 维数的定义， 是由语句 CDC B［ ］来完成的 , （!） 、 （ $） 、 （ &） CDC 是 &! % 的列向量 , 其中 CDC CDC CDC 是用于离散系统初始化的， 在对环控系统这样的 连续时变系统仿真时， 全部定义为 "， 其它各个元 素的含义如下： （%） ， 状态变量的数目， 也就是描述部件的 CDC 数学模型中微分方程的数目； （)） ， 系统输出变量的数目； CDC （3） ， 系统输入变量的数目 , CDC 状态变量初始值的定义， 是由语句 CDC" B ［］ 来完成的 , !）?5@A B % 这一标志下描述系统的数学模型 , 即以状态 方程表示的系统数学模型 , 如果有多个微分方程， （%） ， …， （ E） 来表示 , 则分别以 CDC CDC )）?5@A B ) 系统的输出 , 系统输出是由用户定义的， 但 键
Matlab在飞行器设计与控制中的应用指南
Matlab在飞行器设计与控制中的应用指南飞行器设计与控制是航空领域中至关重要的技术领域之一。
实现一个高性能、稳定可靠的飞行器需要精确的设计和控制算法。
而Matlab作为一种强大的数值计算工具和开发环境，在飞行器设计与控制中发挥着至关重要的作用。
本文将重点介绍Matlab在飞行器设计与控制中的应用指南。
1. 飞行器建模与仿真飞行器的设计与控制首先需要建立准确的数学模型。
Matlab提供了丰富的工具箱和函数，可以方便地进行飞行器的建模和仿真。
首先，可以利用Matlab的Simulink工具进行连续系统和离散系统的建模。
通过建立准确的飞行动力学方程和传感器模型，并结合各种环境因素，如空气动力学和风扰动，可以得到真实可靠的仿真结果。
此外，Matlab还可以使用SimMechanics工具箱进行多体动力学建模，以更精确地描述飞行器的运动。
2. 飞行器姿态控制飞行器的姿态控制是保持飞行器稳定飞行的核心问题。
Matlab为飞行器姿态控制提供了丰富的控制设计和分析工具。
例如，可以使用Matlab内置的Control System Toolbox来设计和优化飞行器的控制器，并通过频域分析和根轨迹等工具评估系统的稳定性和性能。
此外，Matlab还提供了强大的优化工具，如优化和鲁棒控制工具箱，可以帮助用户通过自动化方法获得最优的控制器参数。
3. 导航与定位在飞行器设计与控制过程中，导航与定位是不可或缺的。
Matlab提供了一套完整的导航和定位算法工具箱，可以方便地进行导航滤波、轨迹规划、姿态解算等操作。
例如，可以使用自适应卡尔曼滤波算法对飞行器的姿态和位置进行准确估计。
此外，Matlab还提供了GPS和惯性导航系统的仿真工具，可以模拟不同环境下的导航和定位性能。
4. 通信与数据处理在现代飞行器中，通信与数据处理起着关键的作用。
Matlab提供了一系列用于通信系统设计和数据处理的工具箱，如通信工具箱、图像处理工具箱等。
基于MATLAB的无人机飞行控制系统设计与仿真
关键词 ： 飞行控制 ； Ｔ Ａ ＭＡ Ｌ Ｂ软件 ； 飞行仿真 ； 无人 机
中 图 分 类 号 ：Ｐ ９ ． Ｔ３１９ 文 献标 识 码 ： Ａ
Ｄｅｉｎａ ｄ Ｓｍｕａｉｎ ｏ ｓｇ ｎ ｉ ｌｔｏ ｆＵＡＶ ｌ ｈ ｎ ｒｌＳ ｓｅ Ｆｉ ｔＣｏ ｔｏ ｙｔｍ ｇ
Ｂａ ｅ ｎ Ｍ ＡＴ ｓｄ ｏ ＬＡＢ
试 和验证 方案 的时 问却 要求 越 来 越短 。 为 了提 高 开发 效率 和 降低 成 本 ， 一些 先进 的 控 制 系统 设 计
与仿 真一体 化设 计平 台被 越 来 越 多 的应 用于 无人
机 飞行控 制系统 的 开发 。从 而 更有 效 的确 认 飞行
控制 系统 的参 数 ， 过 数 字仿 真 实 验来 验 证控 制 通
薛 明旭 ：基于 ＭＡ Ｌ Ｂ的无人机 飞行控制 系统设计 与仿真 ＴＡ
Ａｂ ｔａｃ Ｏｎ ｔｅ ｂ ｓｓ ｏ ｓ ｒ ｔ： ｈ ａ ｉ ｆＭＡＴＬ ＡＢ，ｔ ｎ ｅ ｒ ｔｄ ｄ ｓｇ ｔ ｄ ｆ ｒＵＡＶ ｉｈ ｏ ｔｏ ｎ ｉ ｌｔｏ ｓ ｉｔｏ ｈｅｉ ｔｇ ａ ｅ ｅ ｉｎ ｍｅｈｏ ｏ ｌ ｆ ｇ ｔｃ ｎｒ ｌａ ｄ ｓｍｕａ ｉｎ ｉ ｎ ｒ ． ｄ ｃ ｄ ｉ ｈｉ ａ ｒ Ｔ ｉ ｔｏ ａ ｅ ｕ ｅ ｏ ｈ ｎ ｌｓｓｏ ｅ ｏ ｙ ａ ｃ ｄ ｔ ｕ ｅ ｎ ｔ ｓ ｐ ｐｅ ． ｈ ｓ ｍｅｈ ｄ ｃ ｄ ｂ ｓ ｄ ｆｒｔ ｅ ａ ａ ｙ ｉ ｆａ ｒ ｄ ｎ ｍｉ ａ ａ，ｎ ｎ ｉ ａ ｄｅ ｕ ｌ ｕ ｏｌ ｎｅ ｒｍｏ ｌｂ ｉ ｄ－ｐ， ｃ ｎ ｒｌｌｗ ｓｇ ｎ ｉ ｌｔｏ ｆｃ ｎｔｏ ｙ ｔｍｓ ｏ ｔｏ ａ ｄｅ ｉｎ ａ ｄ ｓｍｕ ａｉｎ ｏ ｏ ｒ ｌｓ ｓｅ ．Ｔｈ ｔ ｏ ａ ｅ ｃ ｅ ｉｎ ｃ ｓｓｆ ｒｆｉｈ ｏ ｒ ｌｓ ｓ ｅ ｍｅｈ ｄ ｃ ｎ ｒ ｄｕ ｅ ｄ ｓｇ ｏ ｔ ｏ ｇ ｔｃ ｎｔｏ ｙ — ｌ ｔｍ ｎ ｈ ｒｅ ｈｅ ｄ ｓｇ ｅ ｉｄ ａ ａ ｉ ｇ ｂ ｅ ｒ ｖ ｄ ｉ ｒ ｃ ｉａ ｐ ｌｃ ｔ ｎｓ ｅ ａ ｄ ｓ ｏ ｔｎ ｔ ｅ ｉ ｎ ｐ ｒｏ ｓ ｈ ｖｎ ｅ ｎ ｐ ｏ ｅ ｎ ｐ ａ ｔ ｌａ ｐ ｉａｉ ． ｃ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ： ｌｇ ｔＣｏ ｔｏ ；ＭＡＴＬ ｙ ｗｏ ｄ Ｆ ｉ ｈ ｎ ｒ ｌ ＡＢ；Ｆ ｉｈ ｉ ｌ ｔ ｎ；ＵＡＶ ｌｇ ｔＳ ｍｕ ａｉ ｏ
基于Matlab的直升机飞行控制律设计与仿真
基 于 M atla b 的 直 升 机 飞 行 控 制 律 设 计 与 仿 真
周其兵 , 李 波 ,彭 军
(中国直升机设计研究所 ,景德镇 , 333001)
摘 要 本文介绍了 Ma tlab 语言在直 升机飞控系 统控制律设 计过程中 的应用 , 其中包括 使用 Si m ulink 对控 制律程序的建模 、 仿真和分析 ,以 及应 用图形用户界面 ( GU I)对仿真的结果进行分析和评定 。 关键词 飞识码 : A
D esign and S i m ula tion of Hel icopter F light Con tr ol L aw Ba sed on M a tlab
ZHOU Q ibing, L IBo, PENG J un
( China He licop ter R esearch and Deve lopment Institute, Jingdezhen, 333001 )
2 控制律设计与仿真
2. 1 定义 2. 1. 1 坐标系 本文设计采用右手机体坐标系 OXYZ。 OX 轴 :平行机体构造水平面 ,向前为正 ; OY轴 :垂直于机体对称面 , 垂直于 OX 轴 , 向右 为正 ; OZ轴 :垂直于 OXY平面 , 向下为正 ; 原点 O:直升机重心 。 2. 1. 2 状态方程 直升机数学模型采用 9 阶气动导数 , 其状态方 程如下 : X � =Ax +B u
Ab stra ct This pape r describes the applications of M atlab on the helicopte r flight control law de2 sign, including the modeling、 sim ula tion and ana lysis of control law by Sim ulink, and the eva luation of si m ulating re sult app ling Graphic U ser Interface ( GU I) . Key word s flight control law; simula tion 行控制律设计和仿真必不可少的工具 。
matlab典型飞机的飞行控制律设计
matlab典型飞机的飞行控制律设计1.引言1.1 概述正文概述飞行控制律是飞机自动驾驶系统中的重要组成部分，通过设计飞行控制律可以实现对飞机的稳定性和操纵性的控制。
在过去的几十年中，随着飞机自动化技术的发展，飞行控制律设计已经成为飞机设计中不可或缺的环节。
本文旨在介绍MATLAB在典型飞机飞行控制律设计中的应用。
首先将从飞行控制律设计的原理入手，解释飞行控制律设计的基本概念和目标。
然后，将重点介绍MATLAB在飞行控制律设计中的应用，包括MATLAB 工具箱的使用和MATLAB编程的技巧。
最后，通过实验和案例分析，评估和总结飞行控制律设计的效果，并对未来的研究方向进行展望。
本文的主要目的是提供给研究者、工程师和学生一个全面了解MATLAB在飞行控制律设计中应用的指南，以及对飞行控制律设计的原理和方法有一个清晰的理解。
通过本文的学习和实践，读者可以掌握MATLAB在飞行控制律设计中的应用技能，提高自己在飞机设计和飞行控制领域的能力。
在接下来的章节中，我们将首先介绍飞行控制律设计的原理，包括传统的PID控制器和现代控制理论。
然后，我们将详细讨论MATLAB在飞行控制律设计中的应用，包括如何使用MATLAB工具箱进行控制律设计和仿真。
最后，我们将通过实验和案例，评估和分析设计结果，并对未来的研究方向进行展望。
在本文的结尾部分，我们将总结本文的主要内容并对未来的研究进行展望。
通过本文的阅读和学习，我们相信读者将能够深入了解飞行控制律设计中MATLAB的应用，并能在实际工程中灵活运用这些知识。
1.2文章结构文章结构部分主要介绍了文章的整体结构和各章节内容的概括。
这样可以帮助读者更好地理解文章的结构和组织，以便更好地阅读和理解文章的内容。
以下是关于文章结构的内容：文章结构：本文主要分为引言部分、正文部分和结论部分三个主要部分。
引言部分：引言部分首先对文章的主题进行概述，简要介绍了MATLAB飞行控制律设计的研究背景和意义，并阐述了文章的目的和重要性。
如何使用Matlab进行控制系统仿真
如何使用Matlab进行控制系统仿真概述控制系统在工程领域中扮演着重要角色，它用于控制和管理各种工程过程和设备。
而控制系统仿真则是设计、开发和测试控制系统的关键环节之一。
Matlab作为一种功能强大的工程计算软件，提供了丰富的工具和功能，可以帮助工程师进行控制系统仿真。
本文将简要介绍如何使用Matlab进行控制系统仿真，以及一些实用的技巧和建议。
1. Matlab的基础知识在开始控制系统仿真之前，有一些Matlab的基础知识是必要的。
首先，了解Matlab的基本语法和命令，熟悉Matlab的工作环境和编辑器。
其次，学会使用Matlab的集成开发环境（IDE）进行编程和数学建模。
熟悉Matlab的常用函数和工具箱，并了解如何在Matlab中导入和导出数据。
2. 定义系统模型在进行控制系统仿真之前，需要定义系统的数学模型。
根据具体情况选择合适的建模方法，如传递函数、状态空间或差分方程等。
在Matlab中，可以使用tf、ss 或zpk等函数来创建系统模型，并指定系统的参数和输入信号。
此外，Matlab还提供了Simulink这一强大的图形化建模环境，方便用户以图形化界面设计系统模型。
3. 设计控制器控制系统仿真的关键是设计合适的控制器，以实现所需的控制目标。
Matlab提供了各种控制器设计方法和工具，如PID控制器、根轨迹法、频域方法等。
用户可以使用Matlab的Control System Toolbox来设计和分析控制器，并在仿真中进行验证。
此外，Matlab还支持自适应控制和模糊控制等高级控制方法，可根据具体需求选择合适的方法。
4. 进行仿真实验在完成系统模型和控制器设计后，可以开始进行控制系统仿真实验。
首先，确定仿真实验的输入信号，如阶跃信号、正弦信号或随机信号等。
然后，使用Matlab中的sim函数将输入信号应用到系统模型中，并观察系统的输出响应。
通过调整控制器参数或设计不同的控制器，分析系统的性能和稳定性，并优化控制器的设计。
matlab飞机航迹仿真建模
我们假定一个状态量X 来表示飞机的初始状态，y 表示飞机的最终状态，即输出量。
x = [Vt , A, B, U, H, 7 , p , q, r , Pe,Pn , h] , 其中Vt 、A 、B 、U 、H 、7 、p 、q 、r 、Pe 、Pn 、h 分别表示飞机的真空速、迎角、侧滑角、滚转角、俯仰角、偏航角、滚转角速率、俯仰角速率、偏航角速率、纵向位移、侧向位移、高度;控制量u= [De, Da , Dr ,Eng ] T , De 、Da 、Dr 、Eng 分别表示升降舵偏转、副翼偏转、方向舵偏转和发动机油门给定。
⎪⎩⎪⎨⎧== u) , x t,( g y u) x, t,( f x 假设飞机为刚体，且质量为常数；将地球视为惯性系统，忽略地球的自转和公转的影响,即视地球为静止的；平面的；假设重力加速度不随飞行高度的变化而变化；假设机体坐标中轴OXB 和OZB 轴处于对称平面内。
根据刚体动力学可获得飞机机体坐标系下的6个动力学方程:⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧++=+++=+=m Fz gcosUcosH pV -qU W m Fy gsinUcosH pW rU - V m Fx gsinH -qW -rV U ......(2) ⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧-+--=+-+++-=++++-=)]()([1pq] ) ( )qr) - ( -L ( L [1r qr] ) -( )qp) - ( -N ( L [122XZ X z y 2xz 2x y x y z X XZ Z 2xz y Z 2xz 2Z y z X XZ Z 2xz I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I r p rp M q p z x z x ......(3) 其中: U 、V 、W 分别为真空速Vt 在机体轴的3 个分量;Fx 、Fy 、Fz 为外合力( 包括空气动力和发动机推力) 在机体轴的3 个分量; L 、N 、M 分别为滚转力矩、偏航力矩、俯仰力矩; m 为飞机质量; I x 、I y 、I z 分别为机体绕x 、y 、z 轴的转动惯量; Ixz 为机体的惯性积。
(论文)模拟飞机速度控制系统matlab仿真毕业设计说明书[精选整理]
![(论文)模拟飞机速度控制系统matlab仿真毕业设计说明书[精选整理]](https://img.taocdn.com/s3/m/2dc9327665ce050877321374.png)
（论文）模拟飞机速度控制系统matlab仿真毕业设计说明书［精选整理］2015届毕业设计说明书模拟飞机速度控制系统的分析与仿真院、系：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：职称专业：自动化班级：完成时间：2015年6月摘要此次设计研究的内容主要是围绕模拟飞机控制系统，利用自动控制原理中的多种方法分析该控制系统的性能，比如系统的稳定性，动态性能，静态性能以及它们之间的相互关系，并且运用MATLAB软件对该控制系统进行仿真，直观的分析系统参数对系统动态特性和稳态特性的影响，来知道参数调节，让系统具备良好的控制效果。
首先从时域角度出发，根据系统中各个环节的物理或者化学规律，得到系统的微分方程，由微分方程经过拉普拉斯变化解得系统的开环传递函数或者闭环传递函数，然后求解闭环特征方程的特征方程和特征根，零极点的分布以及劳斯判据来分析判断该系统的稳定性。
对于一个稳定的系统，又有上升时间、超调量、峰值时间、调节时间和稳态误差这些指标来对比系统的性能。
其次根据系统的传递函数，设计相应的控制器，提高系统的性能。
由于被控对象组成的闭环系统存在着静态误差，并且系统的调节时间比较长，超调量也不满足要求，所以根据系统的情况设计了PID控制器。
在Matlab软件中仿真之后，系统的性能指标得到提升，验证了PID控制器的有效性。
另外根据系统参数对系统性能指标的影响，将系统的阻尼比调节到最佳阻尼比0.707，进一步提升了系统的性能。
最后，根据系统中存在着参数不确定的情况，传统控制方法很难设计控制器对于所有的参数都适用，所以设计了模糊控制器。
由于模糊控制器不需要控制对象的精确模型，所以设计的模糊控制器对于所有的参数都实现了很好的效果，大幅度的提升了系统的性能。
在分析的过程中，使用了计算机技术的MATLAB软件，该软件可以比较方便地得到系统的根轨迹图、阶跃响应图和频域分析的曲线，并且可以高效的对比系统各个参数对系统时域特性和频域特型的影响，通过这些对比，能够加深对控制系统的认识和理解，对于系统的学习有着很大的帮助。
控制系统的MATLAB计算及仿真
控制系统的MATLAB计算及仿真控制系统是一种用来实现对物理系统或工程系统进行控制的方法和工具。
MATLAB是一种强大的计算机软件包，能够方便地进行控制系统的计算和仿真。
本文将介绍MATLAB在控制系统中的应用，并以一个简单的例子来说明如何用MATLAB进行控制系统的计算和仿真。
首先，我们需要打开MATLAB软件并创建一个新的脚本文件。
在脚本文件中，我们可以使用MATLAB提供的函数来定义控制系统的传递函数和状态空间模型。
例如，我们可以使用tf函数来定义一个传递函数模型。
传递函数是描述系统输入与输出之间关系的一种数学模型。
以下是一个例子：```MATLABs = tf('s');G=1/(s^2+2*s+1);```这个传递函数模型表示一个具有二阶惯性的系统。
我们可以使用step函数来绘制系统的阶跃响应曲线：```MATLABstep(G);```通过运行脚本文件，我们可以得到系统的阶跃响应曲线。
此外，MATLAB还提供了许多其他的函数和命令来计算和仿真控制系统。
另外，我们还可以使用stateSpace函数来定义一个状态空间模型。
状态空间模型是控制系统中另一种常用的数学模型。
以下是一个例子：```MATLABA=[01;-1-1];B=[0;1];C=[10];D=0;sys = ss(A, B, C, D);```这个状态空间模型描述了一个二阶系统的状态方程和输出方程。
我们可以使用step函数来绘制系统的阶跃响应曲线：```MATLABstep(sys);```通过运行脚本文件，我们可以得到系统的阶跃响应曲线。
除了step函数外，MATLAB还提供了许多其他的函数和命令来计算和仿真状态空间模型。
在控制系统中，还常常需要对系统进行参数调节和性能优化。
MATLAB提供了一系列的控制系统工具箱，用于进行控制系统的分析和设计。
例如，Control System Toolbox提供了用于线性系统分析和设计的工具。
模拟飞机速度控制系统matlab仿真毕业设计说明书
毕业设计说明书模拟飞机速度控制系统的分析与仿真摘要此次设计研究的内容主要是围绕模拟飞机控制系统，利用自动控制原理中的多种方法分析该控制系统的性能，比如系统的稳定性，动态性能，静态性能以及它们之间的相互关系，并且运用MATLAB软件对该控制系统进行仿真，直观的分析系统参数对系统动态特性和稳态特性的影响，来知道参数调节，让系统具备良好的控制效果。
首先从时域角度出发，根据系统中各个环节的物理或者化学规律，得到系统的微分方程，由微分方程经过拉普拉斯变化解得系统的开环传递函数或者闭环传递函数，然后求解闭环特征方程的特征方程和特征根，零极点的分布以及劳斯判据来分析判断该系统的稳定性。
对于一个稳定的系统，又有上升时间、超调量、峰值时间、调节时间和稳态误差这些指标来对比系统的性能。
其次根据系统的传递函数，设计相应的控制器，提高系统的性能。
由于被控对象组成的闭环系统存在着静态误差，并且系统的调节时间比较长，超调量也不满足要求，所以根据系统的情况设计了PID控制器。
在Matlab软件中仿真之后，系统的性能指标得到提升，验证了PID控制器的有效性。
另外根据系统参数对系统性能指标的影响，将系统的阻尼比调节到最佳阻尼比0.707，进一步提升了系统的性能。
最后，根据系统中存在着参数不确定的情况，传统控制方法很难设计控制器对于所有的参数都适用，所以设计了模糊控制器。
由于模糊控制器不需要控制对象的精确模型，所以设计的模糊控制器对于所有的参数都实现了很好的效果，大幅度的提升了系统的性能。
在分析的过程中，使用了计算机技术的MATLAB软件，该软件可以比较方便地得到系统的根轨迹图、阶跃响应图和频域分析的曲线，并且可以高效的对比系统各个参数对系统时域特性和频域特型的影响，通过这些对比，能够加深对控制系统的认识和理解，对于系统的学习有着很大的帮助。
关键词：模拟飞机控制；稳定性；模糊控制；MATLAB软件ABSTRACTThe research content mainly around the simulation of aircraft control systems, using many methods of automatic control principle to analyze the performance of the control system, such as the stability of the system, dynamic performance, static performance and their relationships, using MATLAB software to simulate the control system and study the impacts of different parameters to the performance of the system, in order to adjust the parameters to obtain good control effect.First from the angle of the time domain, according to all aspects of the physical or chemical law in the system, the differential equations of the system can be obtained. Then the transfer function can be obtained after Laplace transform of the differential equations. And according to the eigenvalues of the closed-loop characteristic equation, pole zero distribution and Routh criterion, we can analyze the stability of the system.Secondly, according to the transfer function of the system, design the controller and improve the performance of the system. Due to the closed-loop system composed of the controlled object has the static error and system of regulating time is relatively long, overshoot also does not meet the requirements, so we design the PID controller to control the system. After the simulation of Matlab, the performance of the system is improved, and the validity of PID controller is verified. In addition, according to the influence of system parameters on the performance of the system, the damping ratio of the system is adjusted to the optimum damping ratio by 0.707, and the performance of the system is further improved.At last, according to the uncertain parameters of the system, the traditional control method is very difficult to design the controller for all the parameters, so the fuzzy controller is designed. Since the fuzzy controller does not need the precise model of the object, the fuzzy controller is designed for all the parameters to achieve a good effect, greatly improving the system performance.Matlab software of computer technology is used in the analysis of the process, the software can more easily get system root locus order and step response curve and frequency domain analysis, and high contrast of the system parameters on system characteristics in time domain and frequency domain contoured influence, through the comparison, the understanding of the control system can be deepen, and has a great help for learning.Key words：Simulation of aircraft control systems; stability; Fuzzy control; MATLAB software目录1绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究意义 (2)1.3 研究内容 (2)2模拟飞机速度控制系统的工作原理与数学模型 (4)2.1 模拟飞机速度控制系统工作原理 (4)2.1.1 飞机速度控制系统简介 (4)2.1.2飞机速度控制系统的基本组成部分及功能 (4)2.1.3模拟飞机速度控制的基本方案 (5)2.2模拟飞机速度控制系统数学建模 (6)3模拟飞机速度控制系统性能分析及系统仿真 (9)3.1系统时域分析方法及其性能指标 (9)3.1.1系统的动态性能指标 (10)3.1.2系统的静态性能指标 (11)3.1.3系统的性能指标和系统参数的关系 (11)3.1.4高阶系统分析方法 (14)3.2 飞机速度控制系统分析 (14)3.2.1开环系统性能分析 (14)3.2.2闭环系统性能分析 (15)4模拟飞机速度控制器设计及系统仿真 (17)4.1 PID控制器设计 (17)4.1.1PID控制器简介 (17)4.1.2 PID控制器经典电路 (18)4.1.3 PID控制器中三个系数的作用 (21)4.1.4加入PID控制器后的系统仿真 (21)4.2模糊控制器设计 (24)4.2.1模糊控制器基本理论 (24)4.2.2模糊控制器设计步骤 (27)4.2.3量化因子和比例因子对系统性能的影响 (28)4.2.4利用模糊控制器控制飞机速度控制 (28)4.3两种控制器的控制效果比较 (30)结束语 (32)参考文献 (33)致谢 (36)1绪论1.1 研究背景目前，高超音速飞行器是世界大国正在潜心研究的热门军事武器。
基于Matlab的飞机环境控制系统动态仿真
第 14 卷第 6 期
杨
锋, 等：基于 Matlab 的飞机环境控制系统动态仿真
• 783 •
dT w = (wc p )h (T − T )1− e − a h dτ m w cw h i w (wc p )c (T − T )1− e − a c + m w c w ci w
(
(
)
)
(1)
Tto =1−ηt 1− 01 . 286 Tin π t
基于 Matlab 的飞机环境控制系统动态仿真
杨 锋, 袁修干
（北京航空航天大学飞行器设计与应用力学系, 北京 100083）
摘
要 : 在分析了各个部件工作原理的基础上，建立了飞机环境控制系统各主要部件的数学模型，
利用 Matlab 软件开发了各部件的仿真模块。用所建模块搭建了某型飞机环控系统的仿真模型，并 进行了仿真研究，结果表明本文的仿真模块具有较高的精度。为飞机环控系统的动态仿真提供了 新的实现途径，对飞机环境控制系统的设计和优化具有一定的参考意义。 关键词 : 飞机; 环境控制系统; 仿真; Matlab 中图分类号 : TP391.9 文献标识码： A
利用 Matlab 中 Simulink 下的传递函数 Transfer Fcn 模 块可直接建立传感器的仿真模块。 对于飞机环控系统中的流 量、压力传感器等，仿真模块的建立与上相似。
2.6 控制器及执行机构 [5]
控制器的作用是对传感器输入信号和给定温度值的信 号进行比较，并按照一定的规律进行运算，得出输出信号， 并对输出信号进行放大， 以便有足够大的信号推动执行机构 完成控制动作。控制器的运算规律有 PID 控制等，根据各种 控制规律的特点，利用 Simulink 中的模块搭建控制器。执 行机构接受控制器的控制信号，使活门体位置作相应的变 化，进而改变通过活门的空气流量，由于执行机构的惯性很 小，在系统仿真中，可以作为比例放大环节处理。仿真时可 以直接使用 Simulink 下已有的比例放大模块 Gain 模块。 除了以上讨论的各种附件，还有一些诸如绝对压力调 节器、活门及座舱等附件，都可根据各自的数学模型得出用 S 函数编写的仿真模块。
飞行控制系统的侧向控制matlab仿真
飞行控制系统的侧向控制matlab仿真一、引言飞行控制系统是飞机的重要组成部分，其中侧向控制是其中之一。
Matlab作为一种强大的仿真工具，可以用于模拟飞行控制系统的侧向控制。
本文将介绍如何使用Matlab进行飞行控制系统的侧向控制仿真。
二、飞行控制系统简介1. 飞行控制系统的组成飞行控制系统包括自动驾驶仪、仪表盘、操纵杆、电动液压伺服机构等组成部分。
其中，自动驾驶仪是整个飞行控制系统的核心部件，它通过接收来自传感器的数据和计算机处理后，输出指令信号给伺服机构，从而实现对飞机姿态、航向和高度等参数的精准控制。
2. 飞行控制系统的功能飞行控制系统主要有以下功能：（1）姿态稳定：保持飞机在规定姿态下平稳运动；（2）航向稳定：保持飞机在规定航向下平稳运动；（3）高度稳定：保持飞机在规定高度下平稳运动；（4）导航：根据预定航线进行导航；（5）自动驾驶：实现自动驾驶功能。
三、侧向控制的原理1. 侧向控制的定义侧向控制是指对飞机的横向运动进行控制，包括滚转、偏航和横滚等运动。
2. 侧向控制的方式侧向控制主要有以下几种方式：（1）气动力控制：通过调整副翼、方向舵和升降舵等来改变飞机的姿态和航向；（2）电传液压伺服系统：通过电子信号来操纵液压系统，从而实现对飞机的姿态和航向的精确控制；（3）计算机辅助设计和仿真：利用计算机模拟飞行过程，优化飞行控制系统参数，提高侧向控制精度。
四、Matlab仿真环境搭建1. Matlab简介Matlab是一种高级技术计算语言和交互式环境，它可以用于数学计算、数据分析、图形绘制以及科学工程应用等领域。
Matlab具有强大的仿真功能，可以用于模拟复杂系统的运行过程，从而提高系统的设计和优化效率。
2. Matlab仿真环境搭建为了进行飞行控制系统的侧向控制仿真，需要先搭建Matlab仿真环境。
具体步骤如下：（1）下载安装Matlab软件，并按照提示进行安装；（2）打开Matlab软件，在命令窗口中输入“simulink”命令，打开Simulink仿真工具；（3）在Simulink仿真工具中选择“New Model”，创建一个新的模型；（4）在模型中添加所需的组件和参数，以完成侧向控制仿真。
基于MATLAB的飞行控制实时仿真系统研究
基于MATLAB的飞行控制实时仿真系统研究
陈斌;王力
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2007(023)013
【摘要】本文在介绍飞行控制系统仿真实验平台研制基础上,重点讨论其核心部分实时仿真系统的分析与设计.考虑到实时仿真系统要求高可靠性、高稳定性、高实时性,本文选用MATLAB为工具,完成对实时仿真系统各个模块的分析与设计.最后通过实时仿真系统独立试验以及整个仿真实验平台的联合试验,证明此实时仿真系统满足飞行控制系统半实物仿真实验平台的要求,效果良好.
【总页数】3页(P295-296,314)
【作者】陈斌;王力
【作者单位】300300,天津,中国民航大学飞行学院;300300,天津,中国民航大学机电学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.基于PC技术的高性能飞行控制实时仿真系统设计 [J], 李中健;秦媛姗
2.基于Matlab的飞艇控制半物理实时仿真系统设计 [J], 姜达郁;李中健
3.基于xPC Target和iHawk的飞行控制实时仿真系统设计与实现 [J], 杨永浩;冯福沁;张胜修;曹立佳
4.基于RTW的飞行控制实时仿真系统设计 [J], 王俊彦;吴文海;曲志刚
5.基于MATLAB的飞行控制实时仿真系统研究 [J], 陈斌;王力
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matlab在飞行器制导控制系统研制中的应用
matlab在飞行器制导控制系统研制中的应用MATLAB在飞行器制导控制系统研制中具有广泛的应用。
以下是几个方面的应用：
1)动力学建模和仿真：MATLAB可以用于建立飞行器的动
力学模型，并进行仿真以评估其飞行性能。
通过使用MATLAB的Simulink工具箱，可以构建复杂的飞行器模型，包括飞行器的运动方程、传感器模型和控制器模型。
2)控制系统设计：MATLAB提供了丰富的工具和函数，用
于设计和分析飞行器的控制系统。
可以使用MATLAB的控制系统工具箱来设计各种类型的控制器，如PID控制器、线性二次调节器（LQR）和模糊控制器等。
通过系统分析工具，可以评估控制系统的稳定性、性能和鲁棒性。
3)导航和姿态估计：MATLAB可以用于飞行器的导航和姿
态估计。
通过使用传感器数据（如加速度计、陀螺仪和磁力计）来实现导航和姿态估计算法。
MATLAB提供了许多用于信号处理、过滤和状态估计的函数和工具箱。
4)自主飞行控制：MATLAB可以用于开发自主飞行控制算
法。
通过结合传感器数据和导航算法，可以实现飞行器的自主控制和路径规划。
MATLAB提供了机器学习和优化工具箱，可以用于开发自适应控制算法和优化飞行性能。
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2015届毕业设计说明书模拟飞机速度控制系统的分析与仿真院、系：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：职称专业：自动化班级：完成时间：2015年6月摘要此次设计研究的内容主要是围绕模拟飞机控制系统，利用自动控制原理中的多种方法分析该控制系统的性能，比如系统的稳定性，动态性能，静态性能以及它们之间的相互关系，并且运用MATLAB软件对该控制系统进行仿真，直观的分析系统参数对系统动态特性和稳态特性的影响，来知道参数调节，让系统具备良好的控制效果。
首先从时域角度出发，根据系统中各个环节的物理或者化学规律，得到系统的微分方程，由微分方程经过拉普拉斯变化解得系统的开环传递函数或者闭环传递函数，然后求解闭环特征方程的特征方程和特征根，零极点的分布以及劳斯判据来分析判断该系统的稳定性。
对于一个稳定的系统，又有上升时间、超调量、峰值时间、调节时间和稳态误差这些指标来对比系统的性能。
其次根据系统的传递函数，设计相应的控制器，提高系统的性能。
由于被控对象组成的闭环系统存在着静态误差，并且系统的调节时间比较长，超调量也不满足要求，所以根据系统的情况设计了PID控制器。
在Matlab软件中仿真之后，系统的性能指标得到提升，验证了PID控制器的有效性。
另外根据系统参数对系统性能指标的影响，将系统的阻尼比调节到最佳阻尼比0.707，进一步提升了系统的性能。
最后，根据系统中存在着参数不确定的情况，传统控制方法很难设计控制器对于所有的参数都适用，所以设计了模糊控制器。
由于模糊控制器不需要控制对象的精确模型，所以设计的模糊控制器对于所有的参数都实现了很好的效果，大幅度的提升了系统的性能。
在分析的过程中，使用了计算机技术的MATLAB软件，该软件可以比较方便地得到系统的根轨迹图、阶跃响应图和频域分析的曲线，并且可以高效的对比系统各个参数对系统时域特性和频域特型的影响，通过这些对比，能够加深对控制系统的认识和理解，对于系统的学习有着很大的帮助。
关键词：模拟飞机控制；稳定性；模糊控制；MATLAB软件ABSTRACTThe research content mainly around the simulation of aircraft control systems, using many methods of automatic control principle to analyze the performance of the control system, such as the stability of the system, dynamic performance, static performance and their relationships, using MATLAB software to simulate the control system and study the impacts of different parameters to the performance of the system, in order to adjust the parameters to obtain good control effect.First from the angle of the time domain, according to all aspects of the physical or chemical law in the system, the differential equations of the system can be obtained. Then the transfer function can be obtained after Laplace transform of the differential equations. And according to the eigenvalues of the closed-loop characteristic equation, pole zero distribution and Routh criterion, we can analyze the stability of the system.Secondly, according to the transfer function of the system, design the controller and improve the performance of the system. Due to the closed-loop system composed of the controlled object has the static error and system of regulating time is relatively long, overshoot also does not meet the requirements, so we design the PID controller to control the system. After the simulation of Matlab, the performance of the system is improved, and the validity of PID controller is verified. In addition, according to the influence of system parameters on the performance of the system, the damping ratio of the system is adjusted to the optimum damping ratio by 0.707, and the performance of the system is further improved.At last, according to the uncertain parameters of the system, the traditional control method is very difficult to design the controller for all the parameters, so the fuzzy controller is designed. Since the fuzzy controller does not need the precise model of the object, the fuzzy controller is designed for all the parameters to achieve a good effect, greatly improving the system performance.Matlab software of computer technology is used in the analysis of the process, the software can more easily get system root locus order and step response curve and frequency domain analysis, and high contrast of the system parameters on system characteristics in time domain and frequency domain contoured influence, through the comparison, the understanding of the control system can be deepen, and has a great help for learning.Key words：Simulation of aircraft control systems; stability; Fuzzy control; MATLAB software目录1绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究意义 (2)1.3 研究内容 (2)2模拟飞机速度控制系统的工作原理与数学模型 (4)2.1 模拟飞机速度控制系统工作原理 (4)2.1.1 飞机速度控制系统简介 (4)2.1.2飞机速度控制系统的基本组成部分及功能 (4)2.1.3模拟飞机速度控制的基本方案 (5)2.2模拟飞机速度控制系统数学建模 (6)3模拟飞机速度控制系统性能分析及系统仿真 (9)3.1系统时域分析方法及其性能指标 (9)3.1.1系统的动态性能指标 (10)3.1.2系统的静态性能指标 (11)3.1.3系统的性能指标和系统参数的关系 (11)3.1.4高阶系统分析方法 (14)3.2 飞机速度控制系统分析 (14)3.2.1开环系统性能分析 (14)3.2.2闭环系统性能分析 (15)4模拟飞机速度控制器设计及系统仿真 (17)4.1 PID控制器设计 (17)4.1.1PID控制器简介 (17)4.1.2 PID控制器经典电路 (18)4.1.3 PID控制器中三个系数的作用 (21)4.1.4加入PID控制器后的系统仿真 (21)4.2模糊控制器设计 (24)4.2.1模糊控制器基本理论 (24)4.2.2模糊控制器设计步骤 (27)4.2.3量化因子和比例因子对系统性能的影响 (28)4.2.4利用模糊控制器控制飞机速度控制 (28)4.3两种控制器的控制效果比较 (30)结束语 (32)参考文献 (33)致谢 (36)1绪论1.1 研究背景目前，高超音速飞行器是世界大国正在潜心研究的热门军事武器。
其中，高超音速，是指飞行器的速度高于音速五倍以上，大约为每小时飞行器的移动的距离为6000公里。
高超音速飞行器不仅仅指飞机，它主要包括三个大类，第一类是高超音速的巡航导弹，第二类是高超音速的飞机，第三类是高超音速的航天飞机。
高超音速飞行器的速度十分快，除此之外，飞行器的轨迹也没有规律，难以预测，所以用相应的拦截系统难以拦截。
高超音速飞行器的动力由高超音速冲压发动机提供，它的技术原理十分复杂，同时具有高要求的气动外形，所以研究起来十分困难，解决飞行器的速度控制问题，是发展高超音速飞行器的关键。
对于美国来说，一小时打遍全球是美国空军的梦想，现在的高超音速飞行器正好可以使这种梦想变成现实。
所以，美国从很早开始就开始研究高超音速飞行器，其中的X-51项目从2010年开始试验，但是失败的次数大于成功的次数，其中很重要的一点因素就是飞行器的速度达到很大之后，飞行器的稳定性会受到速度较大的影响，速度上的一点变化，就可能导致整个飞行器的不稳定甚至直接坠毁，这说明高超音速飞行器的研制并不像想象的那么简单。