综合设计1

针对所给出的飞机简化运动模型，分析纵横向模态特性。若稳定性不足，则设计增稳控制系

统，给出系统原理框图，并通过仿真验证其对迎角和侧滑角扰动的响应，扰动量不小于5度。

综合设计2

利用上述运动模型，补充运动学方程，完善航迹运动模型，并建立仿真系统

综合设计3

利用上述仿真系统，设计自动导引控制系统，仿真实现下列自动飞行过程:

●初始位置为户县机场，真高为300m, 航向正北，速度200km/h

加速爬升至3000m，Ma0.3， 保持高度、速度巡航，经眉县飞往宝鸡

在宝鸡降低至真高000m,速度350km/h,以25deg坡度、协调转弯方式左盘旋5min

之后经乾县返回户县，中间巡航状态为3000m, Ma0.4

到达户县后减速降高至真高300m,速度200km./h.航向正东，保持平飞10km

地点座标自行查找，控制策略自行设计，高度超调不超过30m,速度超调不超出0.03Ma,

滚转角超调不超出3deg.稳态误差中速度不超出0.01Ma,高度不超出10m,协调转弯中侧滑角

不大于2deg,滚转角误差不大于3deg.

结果要求:

分别给出系统增稳前后的根轨迹、模态特性、控制律设计结果及框图、所建仿真模型，绘制

操纵响应及上述飞行过程的所有状态及姿态角、气动角、舵面、油门、高度、速度的时间历程曲

线及水平、垂直航迹。

飞机简化运动模型: 

某飞机简化运动方程: X=4X+BU，其中控制向量: U=[S8 A8, δ。8,T，是

升降舵、油门、副翼、方向舵偏角:状态向量: x=[SuAwq 0 βφ pr].分别是体铂内

轴向法向速度、俯仰速率、 俯仰角、侧滑角、滚转角、俯仰速率、 偏航速率:角度单位为rad,

速度单位为m/s，A、B阵分别为

综合设计1：

• 模态分析： 根据给定的飞机简化运动方程 X=4X+BU，可以转化为状态空间形式 ?̇=??+??，其中 A = 4I，B 是控制输入矩阵。 如果系统的稳定性不足，需要进行增稳控制系统设计来提高飞机的稳定性和响应性能。 进行模态分析，求解状态空间模型的特征值和特征向量，以分析系统的模态特性，比如稳定性、阻尼比等。

• 增稳控制系统设计： 设计增稳控制系统的原理框图，包括传感器、控制器和执行器等模块，并确定各个模块之间的信号流动关系。 设计控制器，可以采用反馈控制、前馈控制或者组合控制策略，以实现对飞机的增稳控制。 通过仿真验证增稳控制系统对迎角和侧滑角扰动的响应情况，扰动量不小于5度。

综合设计2：

• 运动学方程补充： 结合给定的飞机简化运动模型和运动学方程，包括位置、速度和加速度等参数，建立完整的航迹运动模型。

• 仿真系统建立： 基于完善的航迹运动模型，建立相应的仿真系统。 设定仿真环境和条件，包括初始状态、外界环境等，并定义仿真时间段。

综合设计3：

• 控制系统设计： 根据自动飞行过程的要求，设计相应的自动导引控制系统。 设计控制策略，包括路径规划、导引律、控制律等，以实现给定的自动飞行任务。

• 仿真实现： 在建立的仿真系统中引入自动导引控制系统，并进行仿真实现所给的自动飞行过程。 观察和记录飞机的状态、姿态角、气动角、舵面、油门、高度、速度等参数随时间的变化情况。

• 结果要求： 分别给出系统增稳前后的根轨迹、模态特性的分析结果。 给出控制律设计结果和原理框图，并解释其设计原理。 绘制操纵响应曲线和飞行过程中各参数随时间的变化曲线，包括状态、姿态角、气动角、舵面、油门、高度、速度等。 绘制飞机的水平、垂直航迹。

• 根据设计要求，还需要完成具体的计算和仿真实现，包括运动模型的建立、控制策略的设计、仿真环境的搭建等。这需要更多的专业知识和具体的计算步骤。建议您根据实际情况进行深入研究和实践。