【正文】 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。其次要感謝和我一起奮斗的同學(xué)們，大學(xué)四年你們?cè)诟鱾€(gè)方面都給予過(guò)我?guī)椭c關(guān)懷，在大學(xué)生涯末尾的這段日子里，我們一起驗(yàn)證了團(tuán)結(jié)就是力量這句真理，圓滿的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)艱巨的任務(wù)。 Junlizheng,Qihengying, and Systems [M].(Third Edition) Beijing Higher Education Press, (in Chinese)[5] [M].北京：人民郵電出 版社 ， 158Shiliang Chen .MATLAB/Simulink system simulator super learning manual [M] Beijing: People39。所以模糊控制器的設(shè)計(jì)滿足了系統(tǒng)的要求。在simulink中搭建系統(tǒng)的模型，其中模糊控制器用Fuzzy Logic Controller模塊。當(dāng)量化因子Ke太大時(shí)，就會(huì)使系統(tǒng)的超調(diào)量過(guò)大，過(guò)渡的過(guò)程變長(zhǎng)，影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能；當(dāng)量化因子增大到一定程度之后，系統(tǒng)可能會(huì)震蕩。模糊控制器的總模糊控制規(guī)則表如下所示： (28)3．解模糊①重心法 (29) (30)②最大隸屬度法最大隸屬度法表示的是在模糊化之后的集合中，找到隸屬度最大的語(yǔ)言變量，然后把這個(gè)量進(jìn)行輸出【20】。他們分別是模糊化的接口、模糊知識(shí)庫(kù)、模糊推理機(jī)和模糊接口。由前面的分析可知，對(duì)于飛機(jī)速度控制系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)，難點(diǎn)在于被控對(duì)象中存在著可變參數(shù)，對(duì)于經(jīng)典控制理論來(lái)說(shuō)，控制器的設(shè)計(jì)需要知道被控對(duì)象的精確結(jié)構(gòu)和參數(shù)，所以用經(jīng)典控制理論設(shè)計(jì)的控制器很難在所有的條件下均保持優(yōu)良的系統(tǒng)性能，所以需要更加高級(jí)的控制器【18】。,39。,20)。K_1=39。,20)。 sys=tf(num,den)。i=1。但是微分作用很容易受到高頻干擾，所以他一般也不會(huì)單獨(dú)使用【16】。當(dāng)增大比例系數(shù)，能提高系統(tǒng)反應(yīng)的快速性，減小穩(wěn)態(tài)誤差，但是，如果比例系數(shù)過(guò)大，系統(tǒng)可能不穩(wěn)定。其中， PID控制器經(jīng)典電路PID控制電路是由基礎(chǔ)的電路組成的，他們分別是比例電路、積分電路、微分電路和反相電路比例電路主要是由運(yùn)算放大器和電阻組成的，其電路圖如下所示：圖16 比例電路圖根據(jù)模擬電路的知識(shí)可知，運(yùn)算放大器在深度負(fù)反饋的情況下工作時(shí)，電路的放大倍數(shù)僅由外接電阻R1和R2的值決定。飛機(jī)速度控制系統(tǒng)閉環(huán)結(jié)構(gòu)圖如下所示：圖13 系統(tǒng)閉環(huán)結(jié)構(gòu)圖由閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖可知系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)如下所示： (13)由閉環(huán)傳遞函數(shù)可知系統(tǒng)的閉環(huán)增益不為1，所以，閉環(huán)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)也會(huì)有穩(wěn)態(tài)誤差。因此，他們對(duì)系統(tǒng)性能的影響會(huì)保持在系統(tǒng)響應(yīng)的大多數(shù)時(shí)間，因此，系統(tǒng)的性能主要由這些距離虛軸較近的極點(diǎn)決定。在上圖中表示為，復(fù)域中原點(diǎn)到特征根的連線與負(fù)實(shí)軸的夾角越大，超調(diào)量越大；夾角越小，超調(diào)量就會(huì)越小。（2），臨界阻尼。系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)過(guò)程是指系統(tǒng)在添加輸入信號(hào)之后，系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的過(guò)渡過(guò)程，直到系統(tǒng)的輸出信號(hào)不在發(fā)生變化時(shí)之后的過(guò)程。各項(xiàng)指標(biāo)表示如下：圖6 系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)系統(tǒng)響應(yīng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程是指系統(tǒng)在輸入信號(hào)的作用下，由系統(tǒng)的原始狀態(tài)到達(dá)穩(wěn)態(tài)的過(guò)程。而對(duì)于一個(gè)確定的信號(hào)下，控制系統(tǒng)輸出信號(hào)的過(guò)程都可以分成兩個(gè)部分，一個(gè)是動(dòng)態(tài)的過(guò)程，比如系統(tǒng)從初始狀態(tài)到達(dá)穩(wěn)態(tài)的過(guò)程，另一個(gè)穩(wěn)態(tài)的過(guò)程，系統(tǒng)狀態(tài)保持不變的過(guò)程。當(dāng)整個(gè)陀螺儀處于平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)量這個(gè)進(jìn)動(dòng)角度就可以換算出飛機(jī)的角速度。因此本文主要用傳遞函數(shù)和結(jié)構(gòu)框圖的形式對(duì)飛機(jī)速度控制系統(tǒng)進(jìn)行建模。通過(guò)控制飛機(jī)的升降舵，改變飛機(jī)俯仰角的大小來(lái)控制速度的物理實(shí)質(zhì)是控制飛機(jī)升降舵后，飛機(jī)的俯仰角發(fā)生了變化，因此重力在速度方向的分量也會(huì)隨之變化，所以實(shí)現(xiàn)了速度的改變【7】。飛控計(jì)算機(jī)輸出的控制信號(hào)，超出了執(zhí)行器所能接受的范圍，計(jì)算元件中的限幅器就會(huì)把控制信號(hào)限定到一定幅值之內(nèi)，使執(zhí)行器能夠接受【6】。飛行控制計(jì)算機(jī)是飛行控制系統(tǒng)的核心設(shè)備，它接收飛機(jī)上傳感器的信息，判斷飛機(jī)所處的狀態(tài)，然后根據(jù)預(yù)設(shè)的指令或者飛行員發(fā)出的指令做出對(duì)應(yīng)的操作，來(lái)控制各個(gè)部件運(yùn)行。人工飛行控系統(tǒng)，就是由飛行員根據(jù)飛機(jī)的狀態(tài)，自己對(duì)飛機(jī)進(jìn)行操作來(lái)完成相關(guān)的操作的系統(tǒng)。4. 設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的PID控制器。根據(jù)飛機(jī)速度控制的硬件描述，建立了相關(guān)的數(shù)學(xué)模型。早期研制的飛機(jī)，一般來(lái)說(shuō)速度都不是很大，所以對(duì)于飛機(jī)來(lái)說(shuō)，速度對(duì)飛機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響比較小，并且早期飛機(jī)并不要求飛機(jī)必須達(dá)到某個(gè)精確地速度值，所以，早期飛機(jī)并沒(méi)有控制速度的系統(tǒng)。對(duì)于常規(guī)的亞音速導(dǎo)彈來(lái)說(shuō)，如果要打擊1000公里之外的某一個(gè)目標(biāo)，它在空中飛行的時(shí)間就需要一個(gè)多小時(shí)，但是高超音速導(dǎo)彈只需要不到十分鐘的時(shí)間。 MATLAB software目 錄1緒論 1 研究背景 1 研究意義 2 研究?jī)?nèi)容 22模擬飛機(jī)速度控制系統(tǒng)的工作原理與數(shù)學(xué)模型 4 模擬飛機(jī)速度控制系統(tǒng)工作原理 4 飛機(jī)速度控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 4 4 5 63模擬飛機(jī)速度控制系統(tǒng)性能分析及系統(tǒng)仿真 9 9 10 11 11 14 飛機(jī)速度控制系統(tǒng)分析 14 14 154模擬飛機(jī)速度控制器設(shè)計(jì)及系統(tǒng)仿真 17 PID控制器設(shè)計(jì) 17 17 PID控制器經(jīng)典電路 18 PID控制器中三個(gè)系數(shù)的作用 21 21 24 24 27 28 28 30結(jié)束語(yǔ) 32參考文獻(xiàn) 33致 謝 36 V1緒論 研究背景目前，高超音速飛行器是世界大國(guó)正在潛心研究的熱門軍事武器。在Matlab軟件中仿真之后，系統(tǒng)的性能指標(biāo)得到提升，驗(yàn)證了PID控制器的有效性。對(duì)于一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)，又有上升時(shí)間、超調(diào)量、峰值時(shí)間、調(diào)節(jié)時(shí)間和穩(wěn)態(tài)誤差這些指標(biāo)來(lái)對(duì)比系統(tǒng)的性能。關(guān)鍵詞：模擬飛機(jī)控制；穩(wěn)定性；模糊控制；MATLAB軟件 IIABSTRACTThe 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