1、實用文檔無人機控制系統課程實驗報告院系：航天學院控制科學與工程系班號:1304105學號：姓名：2016年10月 20 日審閱教師： 實驗成績：一、實驗目的1、了解無人機控制系統的設計方法；2、掌握并熟悉MATLA仿真工具的使用方法；3、掌握并熟悉SIMULINK仿真工具的使用方法。二、實驗內容1、試驗對象：無人機俯仰角控制系統設計2、參數：?無人機舵系統傳遞函數為： 沁)5c(s)0.1s + 1?升降舵偏角與姿態角之間的傳遞函數為：r(s)3 2、e(s) s 2s 53、要求:?畫出系統根軌跡圖；?分別用根軌跡法和增益調試的方法求出系統最大增益；?利用Simulink對系統進行仿真和參數

2、調試，并給出最終控制器 及控制效果圖。三、實驗步驟1、畫出系統根軌跡圖系統的傳遞函數，(s)2、c(s) (s3kp2s 5)(s 10)在MATLAB輸入以下指令num=3;>> den二 co nv(1 2 5,1 10);>> rlocus (nu m,de n)畫出根軌跡圖如下：Root Locus圖中根軌跡與虛軸交點的Kp對應最大增益，此時系統臨界穩定,卯竽，此時系統的傳遞函數為r(s)250* 一、c(s) (s2 2s 5)(s 10)系統開環放大倍數為5。接下來用增益調試法確定最大增益。3kp系統的傳遞函數為G麗為2s®s 10)0.9Step

3、 Response0.81 26787 6 5 4 3 2 1 o o o o o o Oeu-p mA當kp =20時，系統單位階躍響應收斂。單位階躍響應如下圖所示345Time (sec)當kp =120時，系統單位階躍響應發散。單位階躍響應如下圖所示0510152025Time (sec)當kp-250時，系統單位階躍響應臨界穩定。單位階躍響應如下圖所p 3 示。1.81.61.41.2e 1upm o.80.60.40.20,250k =由此可見，P 3為最大增益。3、利用Simulink設計控制器,250k =當系統調至最大增益P 3時，系統出現等幅振蕩。由 系統的根軌跡圖可知，系統

4、需要一個位于左半平面的零點，且需在實軸極點之前，這樣系統的兩個共軛復根會被零點拽回LHP,從而系統不會出現發散現象。由上分析，我們選擇PD控制器，它可以給系統提供一個LHP零 占八、畫出Simulink模擬圖如下圖所示系統階躍響應如下:ti ofrsci： o可見系統存在較大穩態誤差，需再加積分控制器。故重新搭建系統控制器如下:系統階躍響應如下Tint ofrsci: 0可見增加積分控制器后系統穩態誤差消除。此時系統超調量為8%調整時間為2s,性能較好。此時控制器傳遞函數為Gc(s)=s2 5s 1s四、實驗結論無人機舵系統的傳遞函數為G(s)=323kd(s) (s2 +2s + 5)(s+

5、10)通過選取適當的PID控制器，系統可以有很不錯的動態性能,250k =分別用根軌跡法和增益調試的方法求出系統最大增益為P 3 。然后通過Simulink仿真確定PID控制器參數為k5,k-i,kd -1。因此，控制器傳遞函數為2s + 5s +1Gc(s)=s此時，系統超調量為8%調整時間為2s,無穩態誤差，系統性能較好2、本協議解除后：(1)(3)若清算后有虧損，各1、發生以下情形，本協議即終止：(1)、公司因客觀原因未能設立；(2)、公司營業執照被依法吊銷；(3)、公司被依法宣告破產；(4)、甲乙丙三方一致同意解除本協議。甲乙丙三方共同進行清算，必要時可聘請中立方參與清算： 若清算后有