哈工大無(wú)人機(jī)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

《無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)》課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告院系：航天學(xué)院控制科學(xué)與工程系班號(hào)：1304105學(xué)號(hào)：姓名：2016年10月20日

審閱教師：實(shí)驗(yàn)成績(jī)：實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鉄o(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法；掌握并熟悉MATLAB仿真工具的使用方法；掌握并熟悉SIMULINK仿真工具的使用方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容試驗(yàn)對(duì)象：無(wú)人機(jī)俯仰角控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)：?無(wú)人機(jī)舵系統(tǒng)傳遞函數(shù)為：?升降舵偏角與姿態(tài)角之間的傳遞函數(shù)為：要求：?畫出系統(tǒng)根軌跡圖；?分別用根軌跡法和增益調(diào)試的方法求出系統(tǒng)最大增益；?利用Simulink對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真和參數(shù)調(diào)試，并給出最終控制器及控制效果圖。實(shí)驗(yàn)步驟畫出系統(tǒng)根軌跡圖系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，當(dāng)時(shí)，系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)臨界穩(wěn)定。單位階躍響應(yīng)如下圖所示。由此可見(jiàn)，為最大增益。3、利用Simulink設(shè)計(jì)控制器當(dāng)系統(tǒng)調(diào)至最大增益時(shí)，系統(tǒng)出現(xiàn)等幅振蕩。由系統(tǒng)的根軌跡圖可知，系統(tǒng)需要一個(gè)位于左半平面的零點(diǎn)，且需在實(shí)軸極點(diǎn)之前，這樣系統(tǒng)的兩個(gè)共軛復(fù)根會(huì)被零點(diǎn)拽回LHP，從而系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)發(fā)散現(xiàn)象。由上分析，我們選擇PD控制器，它可以給系統(tǒng)提供一個(gè)LHP零點(diǎn)。畫出Simulink模擬圖如下圖所示。 系統(tǒng)階躍響應(yīng)如下：可見(jiàn)系統(tǒng)存在較大穩(wěn)態(tài)誤差，需再加積分控制器。故重新搭建系統(tǒng)控制器如下：系統(tǒng)階躍響應(yīng)如下可見(jiàn)增加積分控制器后系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差消除。此時(shí)系統(tǒng)超調(diào)量為8%，調(diào)整時(shí)間為2s,性能較好。此時(shí)控制器傳遞函數(shù)為實(shí)驗(yàn)結(jié)論無(wú)人機(jī)舵系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為通過(guò)選取適當(dāng)?shù)腜ID控制器，系統(tǒng)可以有很不錯(cuò)的動(dòng)態(tài)性能。分別用根軌跡法和增益調(diào)試的方法求出系統(tǒng)最大增益為。然后通過(guò)Simulink仿真確定PID控制器參數(shù)為。因此，控制器傳遞函數(shù)