Расчет параметров системы «летательный аппарат — автопилот» с использованием MATLAB и SIMULINK (продольное движение) (1400,00 руб.)

Стр.3

Стр.202

Стр.203

УДК 629.7.05 ББК 39.52:39.57 М18 Издание доступно в электронном виде по адресу https://bmstu.press/catalog/item/6912/ Факультет «Информатика и системы управления» Кафедра «Приборы и системы ориентации, стабилизации и навигации» Рекомендовано Научно-методическим советом МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебного пособия М18 Малахов, А. А. Расчет параметров системы «летательный аппарат — автопилот» с использованием MATLAB и SIMULINK (продольное движение) : учебное пособие. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2020. — 201, [3] с. ISBN 978-5-7038-5463-1 Учебное пособие содержит примеры использования вычислительной системы MATLAB и среды SIMULINK для анализа свойств системы «летательный аппарат — автопилот» и расчета параметров автопилота в рамках изучения дисциплины «Системы автоматического управления летательными аппаратами». Может быть рекомендовано для освоения приемов работы в системе MATLAB и среде SIMULINK при тренинге, выполнении домашних заданий, а также курсового и дипломного проектирования. Предназначено для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана специальности 24.05.06 «Системы управления летательными аппаратами», прежде всего специализаций 04 «Приборы систем управления летательных аппаратов», 05 «Автоматы стабилизации систем управления летательных аппаратов», 06 «Инерциальные навигационные комплексы систем управления летательных аппаратов», 07 «Прецизионные устройства систем управления летательных аппаратов», 08 «Технология приборов систем управления летательных аппаратов» кафедры ИУ-2 «Приборы и системы ориентации, стабилизации и навигации». УДК 629.7.05 ББК 39.52:39.57 ISBN 978-5-7038-5463-1 © МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020 © Оформление. Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020

Стр.3

Оглавление Предисловие .................................................................................................... 3 Принятые сокращения ................................................................................... 6 Введение .......................................................................................................... 7 Глава 1. Анализ свойств летательного аппарата (самолета) в продольном движении ..................................................................................................... 9 § 1.1. Уравнения движения и передаточные функции, необходимые для расчетов ....................................................................................... 9 § 1.2. Анализ характеристик устойчивости и управляемости летательного аппарата ...................................................................... 13 § 1.3. Корневой метод анализа .................................................................. 20 § 1.4. LTI-системы и анализ характеристик летательного аппарата с использованием пакета Control System Toolbox .......................... 22 § 1.5. Работа с передаточными функциями ............................................. 23 § 1.6. Расчет параметров переходного процесса. Функция step и анализ свойств модели ................................................................. 29 § 1.7. Функции анализа свойств динамических систем .......................... 36 § 1.8. Анализатор линейных систем ......................................................... 40 § 1.9. Представление модели продольного движения летательного аппарата в пространстве состояний ................................................ 44 § 1.10. Создание SS-модели в MATLAB ................................................... 47 § 1.11. Расчет нормальной перегрузки ..................................................... 52 § 1.12. Анализ длиннопериодического движения самолета .................... 55 Контрольные вопросы ................................................................................... 64 Глава 2. Расчет параметров автоматов обеспечения требуемых характеристик устойчивости и управляемости ........................................ 65 § 2.1. Демпфер тангажа .............................................................................. 65 § 2.2. Формирование модели летательного аппарата в среде визуального проектирования SIMULINK ...................................... 76 § 2.3. Simulink-модель системы «самолет — демпфер тангажа» ............. 87 § 2.4. Создание SS-модели в SIMULINK ................................................. 88 § 2.5. Автомат продольного управления ................................................... 92 § 2.6. Летчик в контуре ручного управления самолета ......................... 115 Контрольные вопросы ................................................................................. 119 Глава 3. Автопилоты и системы автоматического управления самолета, расчет параметров и моделирование ........................................................120 § 3.1. Автопилот тангажа ......................................................................... 120 § 3.2. Стабилизация высоты полета самолета с автопилотом угла тангажа ............................................................................................ 128 Контрольные вопросы ................................................................................. 130 Глава 4. Включение рулевого привода в контур управления .................... 131 § 4.1. Модель рулевого привода (сервопривода) ................................... 131 § 4.2. Модель сервопривода с жесткой отрицательной обратной связью ............................................................................................. 135

Стр.202

202 Оглавление § 4.3. Включение рулевого привода в модель «ЛА — автопилот тангажа» .............................................................................................. 138 Контрольные вопросы ................................................................................. 142 Заключение .................................................................................................. 143 Литература .................................................................................................... 144 Приложение 1. Уравнения движения самолета и исходные данные для моделирования .................................................................................. 145 Приложение 2. Основы работы с системой MATLAB ............................... 149 П2.1. Интерфейс системы MATLAB и расположение окон Current Folder, Editor, Workspace и Command Window ................................. 150 П2.2. Программирование в MATLAB, операторы, переменные, функции ............................................................................................. 154 П2.3. Редактор EDITOR, создание m-файла и отладка программ ....... 158 П2.4. Работа с графическими окнами .................................................... 164 П2.5. Справочная система HELP и системная документация DOC .... 167 П2.6. Модельно-ориентированное проектирование в SIMULINK ...... 168 П2.7. Настройка решателя — Solver для Simulink-модели .................... 170 П2.8. Интерактивное приложение Linear Analysys Tool ........................ 176 Приложение 3. Примеры скриптов ............................................................ 185 П3.1. Скрипт linear_model_21.m ............................................................. 185 П3.2. Скрипт linear_model_31.m ...............................................................189 П3.3. Скрипт linear_model_41.m ...............................................................194 П3.4. Скрипт linear_model_51.m ...............................................................197

Стр.203