MATLAB軟件在偏航控制系統設計中的應用

余 泉，馮瑞娜

1.江西省機械科學研究所，江西南昌 330002

2.南昌航空大學飛行器工程學院，江西南昌 330063

0 引言

為了提高飛機的機動性,僅僅依靠改變飛機的氣動外形布局已經不能滿足飛行品質規范的要求。飛行品質規范要求在整個飛行包線內，高機動性飛機均應具有良好的模態特性,尤其對橫航向的荷蘭滾模態和滾轉模態特性都提出了嚴格的要求，因此常規飛機僅靠改變氣動外形很難達到，要解決這個問題，只能借助于飛行控制系統。如何將控制理論應用到飛行力學領域內，實現飛機的飛行控制一直是我們研究的重點，目前適用于飛行控制的設計方法有兩大類,分別是經典控制與現代控制。對于單變量和弱藕合的多變量系統，普遍采用經典設計方法，而對于強藕合的多變量系統，則多采用現代控制技術。迄今為止，多數飛控系統的控制律主要是利用經典的單回路頻域或根軌跡方法設計的。

在進行飛行控制系統控制律設計的時候，MATLAB 軟件是我們常用的一款軟件，MATLAB 軟件廣泛應用于信號和圖像處理、通訊、控制系統設計等領域，尤其在數值分析、矩陣計算及系統的建模和仿真方面有強大的功能。其所帶的SIMULINK 工具箱在進行飛行控制系統建模和仿真時為我們提供了一個功能強大的可視化環境。本文完成利用MATLAB 軟件對飛機的偏航控制系統進行設計的案例。根據經典控制理論中根軌跡法，采用內外回路的反饋控制設計對飛機的偏航控制系統進行校正，調節航向運動的阻尼比和調節時間，使飛機的航向模態滿足飛行品質規范的要求。

1 偏航運動設計參數要求

2 利用matlab 軟件對系統進行設計