基于MATLAB/Simulink的飞机自动驾驶仪俯仰通道控制优化

来源：电子测量技术杂志2022年第2期北京时间：

作者：华厚强，杜卓然

单位：中国民用航空飞行学院 航空电子电气学院 广汉 618307

摘要：针对某型号民用飞机进行飞行控制自动驾驶仪中俯仰控制通道的模拟建模与控制优化仿真。对飞机自动驾驶仪俯仰控制通道进行模型建模，并对该通道模型系统进行设计改进。俯仰通道控制律的建模在Matlab开发环境中完成，而系统的控制优化仿真是在Simulink开发界面中完成，涉及在Matlab中对C语言函数的调用、对自动控制系统的搭建和在Simulink中对各个模块的调用。利用PID控制器和无纹波最少拍数字控制器对系统进行改进，前者对系统的稳定性、准确性以及物理可实现性进行改善，后者对系统的时间参数进行优化和改进，使其快速性提高。仿真结果表明：系统调节时间被控制在1.1s，超调量不多于5%，稳态误差少于1%，系统的物理可实现性、稳定性、准确性以及快速性都能满足基本要求，采用的方法直接、高效，且模型参数的计算精度也基本能满足要求。选择Matlab/Simulink作为开发工具，有利于控制系统模型的搭建以及后续建模结构的开发，极大程度上降低控制器和系统控制优化仿真模型的开发难度，对基于更加自动化的驾驶仪和系统更深层次自检功能的深入开发应用提供了有力的技术支持和参考。

关键词：自动驾驶仪;俯仰通道;控制优化;Matlab;Simulink;PID控制器;无纹波

基金资助：中央高校教育教学改革专项基金项目(E2020014，E2020017)、民航教育人才项目（14002600100019J111）、民航局民航教育培训专项基金项目(14002600100017J172，14002600100017J175)、中国民航飞行学院科研基金面上项目(J2015-17)资助