文档装订顺序设计论文附件按照任务书开题报告外文译文译文原文复印件次序装订其它图给出了无人机在高高空点处俯仰角控制系统控制结构图。陕西科技大学毕业论文设计说明书图俯仰角控制系统控制结构图高高空点图中，表示升降舵回路传递函数，表示升降舵通道的洗出网络。根据上图，我们就可以利用提供的函数根据系统阻尼回路的开环传函画出其根轨迹图。其中根轨迹增益即为我们所要确定的阻尼回路参数。图无人机俯仰角速率回路根轨迹图高高空点由图可知，开始随着的增大，阻尼回路中的对共扼复根的振荡阻尼得到了明显的改善，当增加到时即图中黑色小方块所在位置振荡根的阻尼比达到最大值。此后，随着的增加，阻尼比开始减小，自然频率增高，最终将导致系统品质显著恶化。通过对根轨迹的分析，我们可以知道，并非越大阻尼效果就越显著，只有当在范围内时，这条件才会成立。为此，我们选取，此时共轭复根所对应的阻尼比为，超调为，自然频率为从而可以很好的改善无人机短周期运动的阻尼。至此，无人机阻尼回路的参数设计完毕俯仰角控制律的仿真在本文中，所有关于飞行控制律的仿真均在平台下完成。图即为无人机基于控制的俯仰角控制系统的仿真框图。值得注意的是，图中的模块并非提供的原始模块，我们已经把该原始模块所封装的子系统作了些变动当采用控制策略进行仿真时，图中模块所封装的子系统即为经典的模块，为了使仿真更接近工程实际，我们以个超前网络模块，来代替原有的纯微分模块另外，仿真框图中无人机纵向线性化模型的和矩阵与节所定义的致，至于不同状态点处和矩阵的具体值将全部在附录中给出。在整个俯仰角控制律仿真过程中，升降舵回路传递函数用惯性环节表示，升降舵通道的洗出网络用高通滤波器表示，升降舵面限幅为，输入的俯仰角指令阶跃信号为。图基于的俯仰角控制系统仿真框图在上章中，我们已经介绍了些常用的参数整定法，这些方法尤其是经验公式法对于无人机这样的被控对象而言虽然不定会很有效，但可以作为我们选取参数的个依据。本文采用衰减曲线法，具体步骤如下置调节积分时间为最大值。微分时间为零，比例系数为较小值并投入运行。待系统稳定后，做设定值阶跃扰动，并观察系统响应。如图所示当的衰减振荡过程。振荡周期陕西科技大学毕业论文设计说明书图时的系统阶跃响应根据利用表给出的衰减曲线法整定计算公式，求图下俯仰角阶跃响应点从图中可知，其超调量，调节时间。下面，我们通过来仿真验证下所设计的控制系统是否能保证足够的相角裕度和幅值裕度。通过所提供的函数，我们可以画出标有幅值裕度和相角裕度的波特图图所示。图基于的俯仰角控制系统波特图高高空点由图可知，在该组参数之下俯仰角控制系统在高高空点的相角裕度为，幅值裕度为显然满足要求。对于阶跃响应信号而言，我们在这里还有两点需要补充说明下为了便于对仿真结果进行统的比较，对于本文中所有角控制系统的仿真而言律将阶跃指令信号设为。由于无人机的线性化模型是建立在小扰动线性化方法基础上的，因此对于大角度的阶跃响应而言，我们应该采用原始的非线性模型进行仿真。根据表，我们分别针对中空和高空域内的基准状态点和设计了控制器。然后将所设计好的控制器分别用于点附近的点，点附近的点，点附近的点。全部仿真结果分别如下所示陕西科技大学毕业论文设计说明书图下俯仰角阶跃响应点图下俯仰角阶跃响应点图下俯仰角阶跃响应点图下俯仰角阶跃响应点图下俯仰角阶跃响应点高度保持控制模态控制律的设计与仿真高度控制属于飞机的重心控制，在飞机的编队飞行执行轰炸任务远距离巡航及进场着陆时的初始阶段等都要保持高度的稳定。无人机的高度保持与控制是不能仅靠其俯仰角的稳定与控制来完成的。当飞机受到纵向常值干扰力矩时，硬反馈式角稳定系统存在着俯仰角及航迹倾斜角静差，角稳定系统虽能保持飞行器在垂风气流作用下的俯仰角稳定，但几秒钟后飞行速度向量将偏离原方向，产生高度漂移。另外，在俯仰角稳定的动态过程中，如果航迹倾斜角变化量平均值不为零，也会引起飞行高度的改变。所以高度保持系统需要有测量相对于给定高度偏差的测量装置高度差传感器，如气压高度表无线电高度表和大气数据传感器等。将高度偏差信号输入俯仰角控制系统，控制飞机的姿态，改变飞机的航迹倾斜角，控制飞机的升降，自至高度差为零，使飞机回到预定高度。原则上讲，可以通过控制升降舵或控制发动机推力的大小来控制飞行高度。但借陕西科技大学毕业论文设计说明书助于控制推力来控制飞行高度不很有效，因推力改变使飞行速度改变后，飞行高度才开始变化。由于惯性的作用，飞行速度的变化是缓慢的，故高度变化的过渡过程也是缓慢的。因此，我们在这里只讨论利用升降舵来控制高度的高度控制系统的设计。控制结构与控制策略飞行高度控制系统是在飞机纵向姿态控制系统的基础上再加上高度控制敏感元件构成的。我们在设计高度控制系统时通常不再改变已设计好的姿态控制系统。当需要单独对飞机的姿态角进行保持和控制时，我们只须简单的将高度差测量装置断开即可，从而使得飞行状态的转换非常方便。图即为无人机高度控制系统原理框图。图中，作为内回路的俯仰角反馈系统对于高度保持系统起了很好的阻尼作用，可以在定程度上减小系统的振荡，增加稳定性。为了进步增加系统长周期运动的阻尼，我们还应引入高度微分信号的反馈。图高度控制系统原理框图这样，整个无人机俯高度控制系统的控制律的结构就如图所示。图中，为给定的高度偏差指令，为高度传感器所测得的高度偏差信号。另外，俯仰内回路中各符号的具体含义均与上节中的致，这里不再赘述。图高度控制系统控制律结构图对于高度控制回路而言，高度偏差信号和高度变化率的反馈，可以满足在个飞行状态高度阶跃响应的要求，然而考虑到无人机在整个包线范围内不同的平衡状态变化，我们还需要加个积分环节，以保证无人机的无静差飞行。这样，无人机高度控制系统的控制律就可以表示成当我们采用常规控制结构时这里，我们还要特别强调点，在高度控制系统中，相对于给定高俯仰角的偏离信号反馈是至关重要的。若控制中没有俯仰角的偏离信号，则在高度稳定过程中舵总是向上偏转，导致升力增量总为正，轨迹总是向上弯曲。当无人机到达给定高度时，由于速度向量不在水平位置而超越给定高度，出现正的高度差，到了这时舵机向下偏转，这样就不可避免地出现在给定高度线上的振荡运动航天大学硕士学位论文陕西科技大学毕业论文设计说明书苏丙未无人机先进性行控制技术研究南京航空航大大学博士学位论文,,附录参数符号附表各参数名称及意义陕西科技大学毕业论文设计说明书附录Ⅱ无人机纵向各状态点处运动线性化方程已知无人机的状态方程的表达式为则对于纵向运动而言，中空点处，中空点处，高空点处，高空点处，高高空点处，高高空点处，陕西科技大学毕业论文设计说明书毕业论文设计原创性声明本人所呈交的毕业论文设计是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文设计不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文设计的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名日期毕业论文设计授权使用说明本论文设计作者完全了解学院有关保留使用毕业论文设计的规定，学校有权保留论文设计并向相关部门送交论文设计的电子版和纸质版。有权将论文设计用于非赢利目的的少量复制并允许论文设计进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文设计的全部或部分内容。保密的论文设计在解密后适用本规定。作者签名指导教师签名日期日期注意事项设计论文的内容包括封面按教务处制定的标准封面格式制作原创性声明中文摘要字左右关键词外文摘要关键词目次页附件不统编入论文主体部分引言或绪论正文结论参考文献致谢附录对论文支持必要时论文字数要求理工类设计论文正文字数不少于万字不包括图纸程序清单等，文科类论文正文字数不少于万字。附件包括任务书开题报告外文译文译文原文复印件。文字图表要求文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，。当引入俯仰角偏离信号后，无人机在未达到给定高度时就提前收回舵面，减小了它的上升率，从而对高度的振荡起了定的阻尼作用。在实际系统中，我们通常还需要加入俯仰角指令限幅器。另外，在实际测量高度差信号时，高度传感器存在着大气干扰或地形干扰。这些干扰对伺服回路的工作状态有着恶劣的影响。因此我们有必要在高度控制回路中设置高度滤波器。最后，我们要特别说明的点是，当无人机在作纵向机动飞行时，应该把定高系统断开，否则会影响到它的纵向机动能力。控制律的设计与仿真在设计基于控制的无人机高度控制系统时，我们通常只需保持原来所设计的俯仰姿态回路不变，然后在此基础上设计基于控制的高度保持控制外回路就可以了。无人机基于控制的高度控制系统的仿真框图如图所示己知输入的高度指令阶跃信号为陕西科技大学毕业论文设计说明书图基于的高度控制系统仿真框图如前文所述