文档介绍：《无人机控制系统》课程实验报告院系:航天学院控制科学与工程系班号:1304105学号:姓名:2016年10月20日e审阅教师:实验成绩:1、实验目的了解无人机控制系统的设计方法;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。2、实验内容1、试验对象:无人机俯仰角控制系统设计2、参数:•无人机舵系统传递函数为:d(s)=dc(s)+1•升降舵偏角与姿态角之间的传递函数为:q(s)de(s)=s23+2s+53、要求:画出系统根轨迹图;分别用根轨迹法和增益调试的方法求出系统最大增益;利用Simulink对系统进行仿真和参数调试,并给出最终控制器及控制效果图。3、实验步骤1、画出系统根轨迹图系统的传递函数q(s)G(s)==dc(s)(s23kp+2s+5)(s+10),ImaginaryAxis在MATLAB中输入以下指令num=3;>>den=conv([125],[110]);>>rlocus(num,den)画出根轨迹图如下:RootLocus2520151050-5-10-15-20-25-30-25-20-15-10-50510RealAxis2、确定最大增益图中根轨迹与虚轴交点的Kp对应最大增益,此时系统临界稳定,Kp=2503,此时系统的传递函数为q(s)G(s)==dc(s)(s2250+2s+5)(s+10)系统开环放大倍数为5。接下来用增益调试法确定最大增益。q(s)系统的传递函数为G(s)==dc(s)(s23kp+2s+5)(s+10)当kp=20时,系统单位阶跃响应收敛。单位阶跃响应如下图所示。012345678Time(sec)当kp=120时,系统单位阶跃响应发散。单位阶跃响应如下图所示。86420-2-4-625x10StepResponse-8020406080100120140160180200Time(sec)AmplitudeAmplitudeAmplitude当kp=示。时,系统单位阶跃响应临界稳定。单位阶跃响应如下图所StepResponse0510152025Time(sec)由此可见,kp=2503为最大增益。3、利用Simulink设计控制器当系统调至最大增益kp=2503时,系统出现等幅振荡。由系统的根轨迹图可知,系统需要一个位于左半平面的零点,且需在实轴极点之前,这样系统的两个共轭复根会被零点拽回LHP,从而系统不会出现发散现象。由上分析,我们选择LHP零点。PD控制器,它可以给系统提供一个