飞控第二次作业
姓名：
学号：
日期：2010
系统状态方程特征值
(1) 计算飞机运动状态方程特征值求取C*传递函数分析开环C*响应
飞机短周期运动方程
（1）
（2）
飞机运动状态方程（俯仰角速率载状态变量）
（3）
带入数：
（4）
计算系统方程特征根11969±082805i中
(2) 传递函数
根定义：
（5）
中交叉速度取常值
飞机短周期传递函数：
（6）
（7）
结合式（6）式（7）传递函数：
（8）
图1 开环响应曲线级品质响应包络线
明显出开环C*响应法满足品质求
二 采显模型踪优二次型方法进行优设计
(1) 设计满足二阶C*指标级品质求优踪模型
理想响应模型通常二阶环节表示：
（9）
选取通检测知系统阻尼CAP处MILF8785C（STD1797）1级飞行品质范围响应模型：
（10）
图2参考模型响应曲线级品质响应包络线
图2知理想响应模型位响应包线边界图1知实际飞机开环响应包线满足飞行品质求必须设计飞控系统满足响应准达级品质求
(2) 选择优设计时开环构型(求具中性速度稳定)
实现空中飞行时中性速度稳定正通道中须引入积分环节输入理想模型响应实际C*响应差
电传系统优设计开环构型：
图 3 电传系统优设计
： 俯仰角速度
： 法载
：
： 升降舵偏角
：驾驶杆指令模型输出
：中
：
：
开环系统状态方程：中
代入数：
(3) 设计全状态反馈控制律 UKX
采优二次型法进行设计选取代价函数：
(11)
设半正定称阵
中：
式中系统响应：
：踪误差
：误差积分
：舵面偏转
：控制量
系统状态方程：
系统响应方程：
全状态反馈闭环结构图：
图4全状态反馈闭环系统方框图
利Matlab函数lqr： 优控制增益矩阵：
闭环系统误差响应曲线：
图 5 闭环系统误差响应曲线
图5知状态反馈通优二次型设计反馈系数响应达级品质求
三 系统综合
反馈系数K中相系数较似0状态通滤波两状态选进行反馈反馈系数相较似0系统综合反馈系数
反馈系数闭环系统响应曲线：
图6 综合闭环系统误差响应曲线
四 考虑系统中忽略高频环节影响
加入高频环节：
舵机传递函数 [8000( s2+40s+8000)]
角速率陀螺 40000( s2+184s+40000)
结构陷波器 (s2+56s+3130)(s2+52s+2700)
杆力传感器 1600( s2+56s+1600)
系统总体结构图：
图7 加入高频环节闭环仿真结构图
图8 加入高频综合闭环系统误差响应曲线
图9 C*评价图
图9知加入高频环节系统响应踪参考模型响应满足级品质求
五 飞行品质验证
(1) 进行变化qFe单拟配
单拟配等效系统
（12）
图10 qFe频域拟合曲线
图10知频率拟合效果较
(2) 低阶系统失配图
图11失配包络图
(3) CAP图
图12 CAP图
(4) 拟配结果
拟配结果
飞行速度：256000000 ms
飞行阶段：C
拟配方法：频域——变化n2qFe单拟配
失配数M：2862879
qFe低阶系统参数：k10621302 1T10660191 zeta0827593 omega5041484 td10114158
CAP1473784
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系统状态方程特征值
(1) 计算飞机运动状态方程特征值求取C*传递函数分析开环C*响应
飞机短周期运动方程
（1）
（2）
飞机运动状态方程（俯仰角速率载状态变量）
（3）
带入数：
（4）
计算系统方程特征根11969±082805i中
(2) 传递函数
根定义：
（5）
中交叉速度取常值
飞机短周期传递函数：
（6）
（7）
结合式（6）式（7）传递函数：
（8）
图1 开环响应曲线级品质响应包络线
明显出开环C*响应法满足品质求
二 采显模型踪优二次型方法进行优设计
(1) 设计满足二阶C*指标级品质求优踪模型
理想响应模型通常二阶环节表示：
（9）
选取通检测知系统阻尼CAP处MILF8785C（STD1797）1级飞行品质范围响应模型：
（10）
图2参考模型响应曲线级品质响应包络线
图2知理想响应模型位响应包线边界图1知实际飞机开环响应包线满足飞行品质求必须设计飞控系统满足响应准达级品质求
(2) 选择优设计时开环构型(求具中性速度稳定)
实现空中飞行时中性速度稳定正通道中须引入积分环节输入理想模型响应实际C*响应差
电传系统优设计开环构型：
图 3 电传系统优设计
： 俯仰角速度
： 法载
：
： 升降舵偏角
：驾驶杆指令模型输出
：中
：
：
开环系统状态方程：中
代入数：
(3) 设计全状态反馈控制律 UKX
采优二次型法进行设计选取代价函数：
(11)
设半正定称阵
中：
式中系统响应：
：踪误差
：误差积分
：舵面偏转
：控制量
系统状态方程：
系统响应方程：
全状态反馈闭环结构图：
图4全状态反馈闭环系统方框图
利Matlab函数lqr： 优控制增益矩阵：
闭环系统误差响应曲线：
图 5 闭环系统误差响应曲线
图5知状态反馈通优二次型设计反馈系数响应达级品质求
三 系统综合
反馈系数K中相系数较似0状态通滤波两状态选进行反馈反馈系数相较似0系统综合反馈系数
反馈系数闭环系统响应曲线：
图6 综合闭环系统误差响应曲线
四 考虑系统中忽略高频环节影响
加入高频环节：
舵机传递函数 [8000( s2+40s+8000)]
角速率陀螺 40000( s2+184s+40000)
结构陷波器 (s2+56s+3130)(s2+52s+2700)
杆力传感器 1600( s2+56s+1600)
系统总体结构图：
图7 加入高频环节闭环仿真结构图
图8 加入高频综合闭环系统误差响应曲线
图9 C*评价图
图9知加入高频环节系统响应踪参考模型响应满足级品质求
五 飞行品质验证
(1) 进行变化qFe单拟配
单拟配等效系统
（12）
图10 qFe频域拟合曲线
图10知频率拟合效果较
(2) 低阶系统失配图
图11失配包络图
(3) CAP图
图12 CAP图
(4) 拟配结果
拟配结果
飞行速度：256000000 ms
飞行阶段：C
拟配方法：频域——变化n2qFe单拟配
失配数M：2862879
qFe低阶系统参数：k10621302 1T10660191 zeta0827593 omega5041484 td10114158
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