【正文】 精品文檔 歡迎下載 畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 題 目 大氣層內(nèi) 飛行器 姿態(tài) 控 制規(guī)律設(shè)計與仿真 專 業(yè) 自動化 學(xué) 號 1060410109 學(xué) 生 張亞南 指 導(dǎo) 教 師 馬萍 答 辯 日 期 精品文檔 歡迎下載 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）評語 姓名： 張亞南 學(xué) 號： 1060410109 專業(yè)： 自動化 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 大氣層內(nèi) 飛行器 姿態(tài)控制規(guī)律設(shè)計與仿真 工作起止日期： __2021__年 __03_ 月 __01_ 日起 __2021_ 年 _06_ 月 __20_日止 指導(dǎo)教師對畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)行情況，完成質(zhì)量及評分意見： _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _ 指導(dǎo)教師簽字： 指導(dǎo)教師職稱： 評閱人評閱意見： ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 評閱教師簽字： 評閱教師職稱： 精品文檔 歡迎下載 答辯委員會評語： ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________ 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計（論文）的材料和學(xué)生的答辯情況，答辯委員會作出如下評定： 學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯成績評定為： 對畢業(yè)設(shè)計（論文）的特殊評語： ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________ 答辯委員會主任（簽字）： 職稱： ______ __________ 答辯委員會副主任（簽字）： 答辯委員會委員（簽字）： ___________ ___________ ___________ __________ __________ ___________ ___________ ___________ __________ __________ ___________ ___________ ___________ __________ __________ 年 月 日 精品文檔 歡迎下載 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 姓 名： 張亞南 院 （系）： 航天學(xué)院 控制科學(xué)與工程系 專 業(yè)： 自動化 班 號： 10604101 任務(wù)起至日期： 2021 年 03 月 01 日至 2021 年 06 月 20 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 大氣層內(nèi) 飛行器 姿態(tài)控制規(guī)律設(shè)計與仿真 立題的目的和意義： 為了實(shí)現(xiàn)大氣層內(nèi)飛行器的姿態(tài)穩(wěn)定控制，需要對飛行器的姿態(tài)控制方法進(jìn)行分析和研究。 本文在研究大氣層內(nèi)飛行器姿態(tài)運(yùn)動過程中可能存在的主要問題的基礎(chǔ)上，通過設(shè)計姿態(tài)控制規(guī)律，控制安裝在飛行器尾部的 6 個姿態(tài)發(fā)動機(jī)的開關(guān)工作狀態(tài)，使飛行器的姿態(tài)運(yùn)動能夠快速響應(yīng)控制指令，且姿態(tài)角誤差滿足系統(tǒng)要求，從而實(shí)現(xiàn)飛行器姿態(tài)控制的目的。 技術(shù)要求與主 要內(nèi)容： 要求設(shè)計的姿態(tài)控制規(guī)律能夠在允許的時間內(nèi)使飛行器姿態(tài)角誤差滿足系統(tǒng)精度要求，即： 0. 1? ? ?? ? ? ? ? ?176。 ， 仿真時間為 10 秒。 主要內(nèi)容： 1 建立大氣層 內(nèi)飛行器 繞質(zhì)心動力學(xué)方程、繞質(zhì)心運(yùn)動 學(xué) 方程、姿態(tài)控制發(fā)動機(jī)的推力方程和空氣動力矩方程。 2 設(shè)計姿態(tài)控制律，可用輸入信息 包括彈體三個姿態(tài)角、姿態(tài)角速度；輸出信息為 姿態(tài)控制發(fā)動機(jī)的開關(guān)信息。 3 編寫計算機(jī)仿真程序進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并對結(jié)果進(jìn)行分析。 精品文檔 歡迎下載 進(jìn)度安排： ~：查閱相關(guān)資料，了 解大氣層內(nèi)飛行器 的運(yùn)行特點(diǎn) ，分析姿態(tài)控制發(fā)動機(jī)的推力工作特性；了解坐標(biāo)系定義，掌握大氣層內(nèi)飛行器數(shù)學(xué)模型的具體含義 。 ~： 建立大氣層內(nèi)飛行器姿態(tài)運(yùn)動數(shù)學(xué)模型。 ~： 了解 PD 控制規(guī)律設(shè)計方法，將攔截器姿態(tài)運(yùn)動模型進(jìn)行線性化。 ~： 初步設(shè)計 PD 姿態(tài)控制規(guī)律，完成數(shù)學(xué)仿真流程圖；編寫仿真程序，初步驗(yàn)證控制律做出適當(dāng)調(diào)整。 ~： 優(yōu)化控制規(guī)律，驗(yàn)證不同初始條件下的控制效果，整 理資料，整理仿真數(shù)據(jù)，分析仿真結(jié)果。 ~：書寫畢業(yè)論文。 同組設(shè)計者及分工： 無 指導(dǎo)教師簽字 ___________________ 年 月 日 教研室主任意見： 教研室主任 簽字 ___________________ 年 月 日 精品文檔 歡迎下載 摘 要 大氣層內(nèi)飛行的飛行器，為了保證其執(zhí)行有效操縱，首要前提是使飛行器 的姿態(tài)穩(wěn)定， 飛行器姿態(tài)控制系統(tǒng)是關(guān)系飛行器飛行成敗的關(guān)鍵系統(tǒng)之一，其控制過程和方法一直是人們重視和關(guān)注的問題，它貫穿于飛行器的設(shè)計、使用、儲存的整個生命周期 。 本文首先介紹了能夠表征大氣層內(nèi)飛行器飛行特性的坐標(biāo)系 —— 地面坐標(biāo)系、 彈體坐標(biāo)系 、速度坐標(biāo)系和彈道坐標(biāo)系，并且推導(dǎo)了這些坐標(biāo)系之間的變 換關(guān)系。然后，根據(jù)大氣層外內(nèi)飛行器 繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動的動力學(xué)方程和繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動的運(yùn)動學(xué)方程組 以及空氣動力方程得出飛行器 的姿態(tài)控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。由于 此飛行器 的姿態(tài)控制數(shù)學(xué)模型是強(qiáng)耦合、非線性的，因而在對其進(jìn)行控制器設(shè)計之前，先要對其進(jìn)行解耦和線性化處理，本文采用小擾動假設(shè)進(jìn)行線性化。之后即可解除俯仰、偏航、滾轉(zhuǎn)三個通道的耦合，分別建立其各自通道的傳遞函數(shù)。之后，運(yùn)用 PD 控制方法分別設(shè)計三個通道的控制律，使攔截器的姿態(tài)角能夠快速準(zhǔn)確的達(dá)到要求的指標(biāo)。最后，設(shè)計軟件仿真流程圖，通過軟件仿真驗(yàn)證設(shè)計結(jié)果，并對結(jié)果進(jìn)行比較分析 。 通過以上設(shè)計及仿真分析表明，通過對模型線性化及 各 通道解耦后，采用 PD控制， 能夠?qū)崿F(xiàn)快速、穩(wěn)定的達(dá)到指令要求的姿態(tài)位置。 關(guān)鍵詞 大氣層內(nèi)飛行器 。 坐標(biāo)系 。 模型線性化 。 PD 控制 ；仿真 精品文檔 歡迎下載 Abstract Aircraft flying within the atmosphere in order to ensure the implementation of effective manipulation of the most important prerequisite is that vehicle attitude stability and attitude control system is the relationship between aircraft aircraft flight critical systems success is one, proc