【正文】 示： 空 速 傳感 器升 降 舵 飛 機gV? V 圖 1 通過控制升降舵來控制飛機速度 在這 個方案中，飛機油門桿的位置不發(fā)生變化，只是通過操縱升降舵來控制飛機的飛行速度，所以飛行速度的調節(jié)范圍十分有限。 ③飛控系統(tǒng)接收到飛行員設定的信號之后，控制飛機按照期望的高度和 速度飛行。 ③放大元件 放大元件主要是放大功能，把上述處理過的信號進行放大處理，一般情況下指的是功率放大。飛機的角速度主要用速率陀螺來測量，飛機 姿態(tài)角中的俯仰角則主要用垂直陀螺來測量，飛機的偏航角主要用飛機的航向陀螺測量。飛機上的執(zhí)行器是飛行控制系統(tǒng) 的“手”，它接收飛控計算機發(fā)出的指令，進行相關的操作，比如控制飛機的舵機、飛機的起落架等部件。飛機的屏顯設備主要是顯示飛機的相關信息，比如飛機的姿態(tài)角、速度、機內的溫度等。不是由飛行員對飛機直接操作，而是飛機自動根據(jù)自身的狀態(tài)來調節(jié)自己的系統(tǒng)成為自動飛行控制系統(tǒng)。 6. 根據(jù)系統(tǒng)的特點設計了模糊控制器。通過對 PID控制器的介紹，分析了 PID控制器的優(yōu)點，以及 PID控制器中三個參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。并且分析了典型二階系統(tǒng)的性能指標與其參數(shù)的關系和高階系統(tǒng)的分析方法，便于以后進行設計控制器。常用的數(shù)學模型有微分方程、傳遞函數(shù)等。 當飛機在突破音速的瞬間，必須要突破音障，這個時候飛機穩(wěn)定性會急劇下降，要保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，必須精確控制飛機的速度來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所以也要建立相關的速度控制系統(tǒng)。但是現(xiàn)代的飛行器速度提高太快，已經超越了音速好幾倍，所以飛機速度對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響迅速提升，因此要精確控制飛機的速度，所以需要增大對飛機速度的自控制系統(tǒng) 【 2】 。高超音速導彈除了攜帶大量的彈藥之外，自身還具有嚇人的動能，這強大的動能可直接穿透鋼筋混凝土，可直接打擊地下的目標，目前打擊能力最強的鉆地彈可打擊地下一百多米的目標，具有強大的心理威懾能力。 2. 突破防御能力強。 對于美國來說，一小時打遍全球是美國空軍的夢想，現(xiàn)在的高超音速飛行器正好可以使這種夢想變成現(xiàn)實。其中，高超音速，是指飛行器的速度高于音速五倍以上，大約為每小時飛行器的移動的距離為 6000 公里。 關鍵詞： 模擬飛機控制；穩(wěn)定性；模糊控制； MATLAB 軟件 II ABSTRACT The 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 closedloop 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 closedloop system posed 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 , 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 puter 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 parison, the understanding of the control system can be deepen, and has a great help for learning. III Key words： Simulation of aircraft control systems。另外根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)對系統(tǒng)性能指標的影響，將系統(tǒng)的阻尼比調節(jié)到最佳阻尼比 ，進一步提升了系統(tǒng)的性能。對于一個穩(wěn)定的系統(tǒng)，又有上升時間、超調量、峰值時間、調節(jié)時間和穩(wěn)態(tài)誤差這些指標來對比系統(tǒng)的性能。 首先從時域角度出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的物理或者化學規(guī)律，得 到系統(tǒng)的微分方程，由微分方程經過拉普拉斯變化解得系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)或者閉環(huán)傳遞函數(shù)，然后求解閉環(huán)特征方程的特征方程和特征根，零極點的分布以及勞斯判據(jù)來分析判斷該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在 Matlab 軟件中仿真之后，系統(tǒng)的性能指標得到提升，驗 證了 PID 控制器的有效性。 在分析的過程中，使用了計算機技術的 MATLAB 軟件，該軟件可以比較方便地得到系統(tǒng)的根軌跡圖、階躍響應圖和頻域分析的曲線，并且可以高效的對比系統(tǒng)各個參 數(shù)對系統(tǒng)時域特性和頻域特型的影響，通過這些對比，能夠加深對控制系統(tǒng)的認識和理解，對于系統(tǒng)的學習有著很大的幫助。 MATLAB software IV 目 錄 1緒論 .......................................................... 1 研究背景 ................................................ 1 研究意義 ................................................ 2 研究內容 ................................................ 2 2模擬飛機速度控制系統(tǒng)的工作原理與數(shù)學模型 ...................... 4 模擬飛機速度控制系統(tǒng)工作原理 ............................ 4 飛機速度控制系統(tǒng)簡介 .............................. 4 飛機速度控制系統(tǒng)的基本組成部分及功能 .............. 4 模擬飛機速度控制的基本方案 ........................ 5 模擬飛機速度控制系統(tǒng)數(shù)學建模 ............................ 6 3模擬飛機速度控制系統(tǒng)性能分析及系統(tǒng)仿真 ........................ 9 系統(tǒng)時域分析方法及其性能指標 ............................ 9 系統(tǒng)的動態(tài)性能指標 ............................... 10 系統(tǒng)的靜態(tài)性能指標 ............................... 11 系統(tǒng)的性能指標和系統(tǒng)參數(shù)的關系 ................... 11 高階系統(tǒng)分析方法 ................................. 14 飛機速度控制系統(tǒng)分析 ................................... 14 開環(huán)系統(tǒng)性能分析 ................................. 14 閉環(huán)系統(tǒng)性能分析 ................................. 15 4模擬飛機速度控制器設計及系統(tǒng)仿真 ............................. 17 PID 控制器設計 ......................................... 17 控制器簡介 .................................... 17 PID 控制器經典電路 ............................... 18 PID 控制 器中三個系數(shù)的作用 ....................... 21 加入 PID 控制器后的系統(tǒng)仿真 ....................... 21 模糊控制器設計 ......................................... 24 模糊控制器基本理論 ............................... 24 模糊控制器設計步驟 ............................... 27 量化因子和比例因子對系統(tǒng)性能的影響 ............... 28 利用模糊控制器控制飛機 速度控制 ................... 28 兩種控制器的控制效果比較 ................................... 30 V 結束語 ......................................................... 32 參考文獻 ...................................................................................................