无人机实验报告.docx

2017年秋季学期《无人机控制系统》课程实验报告院系:班号:学号:姓名:2017年 10月 14日审阅教师: 实验成绩:一、实验目的1、了解无人机控制系统的设计方法;2、掌握并熟悉MATLAB仿真工具的使用方法;3、掌握并熟悉SIMULINK仿真工具的使用方法。二、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:e(s) (s) 1升降舵偏角与姿态角之间的传递函数为:(s) 3e(s) s2 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。三、实验步骤1、画出系统根轨迹图系统的传递函数(s)3kpG(s)(s22s5)(s10),c(s)在MATLAB中输入以下指令num=3;den=conv([125],[110]);rlocus(num,den)画出根轨迹图1如下:1分别用根轨迹法和增益调试的方法求出系统最大增益1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(如图2),Kp=,Kp近似等于250/3,此时系统的传递函数为(s)250G(s)(s22s5)(s10)c(s)此时系统开环放大倍数为5。2接下来用增益调试法确定最大增益。系统的传递函数为(s)3kpG(s)(s22s5)(s10)c(s)当Kp=100/3时,系统单位阶跃响应收敛。单位阶跃响应如下图所示。3Kp=400/3时,系统单位阶跃响应收敛。单位阶跃响应如下图所示。4当Kp=250/3时,系统单位阶跃响应收敛。单位阶跃响应如下图所示。图5由此可见,Kp=250/3为最大增益。程序截屏如图 6:63、利用Simulink 设计控制器我们选择最常见的PID控制方法来设计控制器添