MATLAB软件在偏航控制系统设计中的应用

余 泉，冯瑞娜

1.江西省机械科学研究所，江西南昌 330002

2.南昌航空大学飞行器工程学院，江西南昌 330063

0 引言

为了提高飞机的机动性,仅仅依靠改变飞机的气动外形布局已经不能满足飞行品质规范的要求。飞行品质规范要求在整个飞行包线内，高机动性飞机均应具有良好的模态特性,尤其对横航向的荷兰滚模态和滚转模态特性都提出了严格的要求，因此常规飞机仅靠改变气动外形很难达到，要解决这个问题，只能借助于飞行控制系统。如何将控制理论应用到飞行力学领域内，实现飞机的飞行控制一直是我们研究的重点，目前适用于飞行控制的设计方法有两大类,分别是经典控制与现代控制。对于单变量和弱藕合的多变量系统，普遍采用经典设计方法，而对于强藕合的多变量系统，则多采用现代控制技术。迄今为止，多数飞控系统的控制律主要是利用经典的单回路频域或根轨迹方法设计的。

在进行飞行控制系统控制律设计的时候，MATLAB 软件是我们常用的一款软件，MATLAB 软件广泛应用于信号和图像处理、通讯、控制系统设计等领域，尤其在数值分析、矩阵计算及系统的建模和仿真方面有强大的功能。其所带的SIMULINK 工具箱在进行飞行控制系统建模和仿真时为我们提供了一个功能强大的可视化环境。本文完成利用MATLAB 软件对飞机的偏航控制系统进行设计的案例。根据经典控制理论中根轨迹法，采用内外回路的反馈控制设计对飞机的偏航控制系统进行校正，调节航向运动的阻尼比和调节时间，使飞机的航向模态满足飞行品质规范的要求。

1 偏航运动设计参数要求

2 利用matlab 软件对系统进行设计