哈工大4系飞行器控制实验指导书

飞行器控制实验指导书 控制科学与工程教学实验中心 2005年 3月 1 目 录 一、实验目的和意义 二、实验的基本要求 三、Matlab语言基础 四、实验项目 (一) 实验一 飞行器纵向稳定系统综合设计 (二) 实验二 飞行器侧向稳定器观测器的设计 (三) 实验三 飞行器爬升率与空速的保持与指令控制 (四) 实验四 飞行器 3维飞行动画仿真实验 2 一、实验目的和意义 作为航天学院的学生，掌握飞行器控制方面的知识是必要的。仅仅通过课堂教学，学生很难切实地掌握飞行器控制的知识，很难熟练地应用飞行器控制的方法。为了使学生更深刻地理解飞行器控制方面的知识，开设本实验是必要的。 通过飞行器控制实验，可以使学生更直观地理解课堂上学到的理论，使学生能真正做到理论与实际相结合，会应用课堂上所学到的理论来进行飞行器控制系统的设计，同时，使学生掌握用 Matlab 来进行飞行器控制系统分析与设计的方法。 二、实验的基本要求 1． 要求学生能较熟练地使用控制系统分析设计软件（Matlab）来进行系统分析与设计。 2． 要求学生能熟练地使用 Matlab 软件进行编程，并在该软件环境下进行调试。 3． 要求学生掌握模态控制理论（模态可控、模态可观结构分析；模态控制器设计，模态观测器设计），并编制相应的 matlab 函数。 4． 要求学生能使用所编制的程序进行飞行器控制系统的分析与综合。 3 三、Matlab语言基础 (一) matlab 软件的编程环境 1． 找到Matlab Matlab 软件应用程序的图标为，matlab 软件被正确安装后，可以将该图标拖曳到桌面上或快捷工具栏中以方便使用。 2． 启动Matlab 点击Matlab 图标会弹出如下窗口 (二) 飞行器控制实验中要用到的matlab 语句 1． 赋值语句： A=[0 1 0;0 0 1;-6 -11 -6] 2． 矩阵的维数： [行,列]=size(A) 3． 矩阵的秩： n=rank(A) 4． 矩阵的逆： B=inv(A) 5． 求特征值和特征向量： [V,eva]=eig(A') V 为AT 的广义模态矩阵，eva=diag(1,…,n) 6． 矩阵的转置： A 因为是实数阵所以转置可以用A’，A’是A 的共扼转置 而U,V 等复数阵的转置要用conj(V’); 7． 子阵的抽取： A(i:j,m:n); A(:,1);A(i,j) 8． 矩阵四则运算： （维数要一致）表达式与标量数值运算同 9． 循环语句： for i=1:1:n+1 程序行 end 10．条件判断： if(a~=b) 程序行 end 11．结果显示控制： 语句后面加“;”则不显示结果。 12．将...