實驗二無動態(tài)補償器俯仰姿態(tài)保持自動駕駛儀

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1、實驗二無動態(tài)補償器俯仰姿態(tài)保持自動駕駛儀 、實驗?zāi)康? 1、練習(xí)常用matlab控制類指令的使用方法。 2、掌握matlab控制系統(tǒng)建模分析的方法。 3、掌握俯仰姿態(tài)保持模態(tài)的結(jié)構(gòu)與控制律的設(shè)計。、實驗要求 1、按照課堂規(guī)定的過程操作。 2、掌握matlab以及simulink軟件包的使用方法。 3、合理配置系統(tǒng)參數(shù)，調(diào)整系統(tǒng)性能。、實驗內(nèi)容 為： A=[-8.2354*10-3,18.9380,-32.17,0,5.9022*10-5;-2.5617*10-4,-0.5676,0,1,2.2633*10-6；0,0,0,1,0;1.3114*10-5,-1.4847,0,-0

2、.47599,-1.4947*10-7;0,500,500,0,0]BT=[000-0.00197810]C=[0,0,57.296,0,0;0,0,0-57.296,0]設(shè)舵機近似模型為10/(s+10)，假設(shè)不加入動態(tài)補償器Gc(s)即Gc(s)=1時，求如何通過調(diào)整kn和ksz的增益大小，獲得較好的性能，并繪制系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)曲線。 四、實驗儀器設(shè)備 計算機、mtalab軟件以及simulink工具包五、實驗步驟(1)打開matlab軟件1.建立系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型，在命令提示符下，分別輸入狀態(tài)矩陣A，控制矩陣B，輸出矩陣C,前饋矩陣D=[0;0];使用SS(A,B,C,D)指令建立狀

3、態(tài)空間模型。 1. 使用zpk或tf指令將狀態(tài)空間模型轉(zhuǎn)化為傳遞函數(shù)模型。 Transferfunction: -0.1133sA3-0.06526sA2-0.0009514s+1.994e-007sA5+1.052sA4+1.767sA3+0.01654sA2+0.0142s+2.962e-006Zero/pole/gain: -0.11334(s+0.5609)(s+0.01518)(s-0.0002067) 2. (s+0.0002087)(sA2+0.00439s+0.008091)(sA2+1.047s+1.754)分析內(nèi)閉環(huán)回路，省略長周期環(huán)節(jié)，簡化飛機系統(tǒng)傳遞函數(shù)為：

4、 Zero/pole/gain: -1.1334(s+0.5609) (sA2+0.00439s+0.008091)s取k0=-kn=-4，列寫系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù),1.1334(s+0.5609)k?zs+16)(s+10)(sA2+0.00439s+0.008091)s以k3Z為開環(huán)增益對傳遞函數(shù)進行等效變換可得: Transferfunction: 3. K3z(1.33sA2+0.746s)sA4+11.05sA3+12.04sA2+37.02s+11.94利用rlocus函數(shù)繪制系統(tǒng)的開環(huán)根軌跡可得: 20 RootLocus .6XAv^anusam -5 -10

5、-15 -20 -12 -10 -8 -6-4 -2 RealAxis 由圖可知要獲得合適的短周期阻尼系數(shù)，取 k3z=36.2,E=0.64,wn=3.2 6. 將k0=-kn=-4,kwz=36.2代入原系統(tǒng)， 利用simulink,繪制系統(tǒng)閉環(huán)單位階躍響應(yīng)曲線。 Fl?FdhVI9*SlmulirtionFfKriMt下刖唏H^lp|叭~Zl3a@”國時了書 ID r*- 31諒* GtiM 5DfMI 5?JMlrllff IMBt HAS 六、實驗結(jié)果 」Scupr 七、結(jié)論通過系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)可以看出，由于系統(tǒng)為0型系統(tǒng)，存在穩(wěn)態(tài)誤差，為了減少需要 增大開環(huán)放大倍數(shù)kn，同時選擇較大的k3z來適應(yīng)短周期阻尼，保證暫態(tài)性能，這些對系統(tǒng)都會產(chǎn)生速率噪聲和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定。