毕业设计(论文)张亚南

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1、毕业设计（论文）张亚南题目大气层内飞行器姿态专业自动化学号学生张亚南指导教师马萍答辩日期1毕业设计（论文）哈尔滨工业大学毕业设计（论文）评语专业：大气层内飞姓名：张亚南学号：1060410109自动化毕业设计（论文）题目：行器姿态控制规律设计与仿真工作起止日期：年月日起年月日止指导教师对毕业设计（论文）进行情况，完成质量及评分意见：指导教师签字：指导教师职称：评阅人评阅意见：评阅教师签字评阅教师职称:答辩委员会评语:根据毕业设计（论文）的材料和学生的答辩情况，答辩委员会作出如下评定：学生毕业设计（

2、论文）答辩成绩评定为：对毕业设计（论文）的特殊评语：答辩委员会主任（签字）：职称:答辩委员会副主任（签字）:答辩委员会委员（签字）：年月日哈尔滨工业大学毕业设计（论文）任务书大气层内飞行的飞行器，为了保证其执行有效操纵，首要前提是使飞行器的姿态稳定，飞行器姿态控制系统是关系飞行器飞行成败的关键系统之一，其控制过程和方法一直是人们重视和关注的问题，它贯穿于飞行器的设计、使用、储存的整个生命周期。本文首先介绍了能够表征大气层内飞行器飞行特性的坐标系一一地面坐标系、弹体坐标系、速度坐标系和弹道坐标系,并

3、且推导了这些坐标系之间的变换关系。然后，根据大气层外内飞行器绕质心转动的动力学方程和绕质心转动的运动学方程组以及空气动力方程得出飞行器的姿态控制系统数学模型。由于此飞行器的姿态控制数学模型是强耦合、非线性的，因而在对其进行控制器设计之前，先要对其进行解耦和线性化处理，本文采用小扰动假设进行线性化。之后即可解除俯仰、偏航、滚转三个通道的耦合，分别建立其各自通道的传递函数。之后，运用PD控制方法分别设计三个通道的控制律，使拦截器的姿态角能够快速准确的达到要求的指标。最后，设计软件仿真流程图，通过软件仿

4、真验证设计结果，并对结果进行比较分析。通过以上设计及仿真分析表明，通过对模型线性化及各通道解耦后，采用PD控制，能够实现快速、稳定的达到指令要求的姿态位置。关键词大气层内飞行器；坐标系；模型线性化；PD控制；仿真AbstractAircraftflyingwithintheatmosphereinordertoensuretheimplementationofeffectivemanipula.tionofthemostimportantprerequisiteisthatvehicleattit

5、udestabilityandattitudecontrolsystemistherelationshipbetweenaircraftaircraftflightcriticalsystemssuccessisone,processanditscontrolmethodhasbeentheattentionandconcernofpeopleitrunsthroughthevehicle'；sdesign,use,storageoftheentirelifecycleThispaperin

6、troducesthecharacterizationoftheatmospheretotheflightcharacteristicsofaircraftcoordinatesystem-thegroundcoordinatesystem,bodycoordinates,speedandtrajectorycoordinatesystemcoordinatesystemandderivethecoordina.tetransformationbetweentheserelationships・T

7、hen,accordingtotheatmosphereinsidethevehiclearoundthecenterofmassoutsidethekineticequationofrotationaroundthecenterofmassandrotationofthekinematicequationsandtheequationofaircraftaerodynamicattitudecontrolsystemmode1.Becauseofthismathematicalmodelofsp

8、acecraftattitudecontrolisstronglycoupled,nonlinear,andthereforethecontrollerinitsdesignbeforethefirstofitsdecouplingandlinearization,thispapersmalldisturbancelinearhypothesis・Canbeliftedafterthepitch,yaw,rollcouplingofthethreechannels,namelyth