控制体系结构

打开HL-20模型和它的飞行控制系统。

open_system (“csthl20_control”）

该6自由度模型是由NASA HL-20提升机身(航天Blockset)。该模型被配置成模拟着陆点的最终途径。“引导系统”生成的下滑道轨迹和相应的轧辊，攻击（阿尔法）的角度，和侧滑角（测试版）的命令。的“飞行控制系统”的任务是调整控制表面来跟踪这些命令。的“飞行控制系统”内部的“控制器”块是与不同的自动驾驶仪的配置的变体子系统。

“基线”和“古典”控制器使用一个典型的级联环路架构具有三个内P-仅循环以控制角速率P，Q，R，和三个外PI环来控制的角度位置PHI，α，β。这六个比例增益和三个积分增益都被安排为α和β的函数。“基线”变种中包含的基线设计特色NASA HL-20提升机身(航天Blockset)。本系列的第2部分和第3部分使用“classic”变体来完成调优过程。活动变量由工作空间变量CTYPE控制。将其值设置为2以激活控制器的“经典”变体。

控制器％选择“经典”变种CTYPE = 2;

请注意，这个变体使用查找表和MATLAB功能块的混合调度自动驾驶仪的收益。

安装程序控制器整

在本系列的第一部分(HL-20机身的微调和线性化(控制系统工具箱))，我们获得线性化模型的“HL20机身”和“控制选择器”块为40不同的飞机方向(40对(阿尔法，贝塔)值)。加载这些线性化的模型数组。

加载csthl20_TrimDataG7CS大小(七国集团)

8X5阵列状态空间模型。每个模型具有34个输出，9个输入，和7点的状态。

大小（CS）

8X5阵列状态空间模型。每个模型具有6个输出，5个输入，和0状态。

该slTuner接口是获得“csthl20_control”线性化模型的方便途径，适用于控制系统的设计和分析。通过此接口，您可以在模型中指定信号和感兴趣的点，并指定希望调优哪些块。

ST0 = slTuner (“csthl20_control”);ST0.Ts = 0;要求连续时间线性化

这里的兴趣点包括角度和速度的要求，相应的反应，而挠度大，德，博士。

AP = {“DA;去;博士“HL20机身/ pqr”“Alpha_deg”'Beta_deg''Phi_deg'“控制器/古典/要求”%角要求'p_demand'“q_demand”'r_demand'};ST0.addPoint(美联社)

既然我们已经获得的“HL20机身”和“控制选择器”块的线性化模型作为（α，β）的函数，以线性化整个模型“csthl20_control”最简单的方法是由一个家庭线性替换每个非线性分量楷模。这就是所谓的“区块取代”，并经常在多个操作条件进行线性化复杂模型的最有效方法。

%用线性化模型G7的8×5数组替换“HL20机身”块BlockSub1 =结构('名称'，'csthl20_control / HL20机身'，'值'，G7）;％的CS替换“控制选择”BlockSub2 =结构('名称'，“csthl20_control /飞行控制系统/控制选择”，'值',CS);%用直接馈通代替“执行机构”(忽略饱和和二阶执行机构动力学)BlockSub3 =结构（'名称'，“csthl20_control /致动器”，'值'，眼（6））;ST0.BlockSubstitutions = [BlockSub1;BlockSub2;BlockSub3];

现在已经准备好进行控件设计了。

关闭内部循环

与三个内部循环控制角速率P，Q，R开始。若要为导向，从剧情到偏转角速率（P，Q，R）的开环传递函数（DA，德，博士等）。随着slTuner接口，可以查询任何感兴趣的传递函数模型。

％注：第二个'大;德;博士打开所有反馈回路在工厂输入Gpqr = getIOTransfer（ST0，“DA;去;博士，'PQR'，“DA;去;博士);波德(Gpqr (1, 1), Gpqr (2, 2), Gpqr (3、3), {1 e 1, 1 e3}),网格传奇(“da p”，“去到q”，“医生给R”）

这张图表明对角线项表现为超过5 rad/s的积分器(直到符号)。这就证明了只使用比例控制是合理的。与基线设计一致，将p、q、r回路的目标带宽分别设置为30、22.5、37.5 rad/s。每个(，)值的增益Kp, Kq, Kr很容易从这些频率的植物频率响应中得到，相位图表明Kp应该是正的(负反馈)，Kq, Kr应该是负的(正反馈)。

%计算每个(，)条件的Kp Kq Kr。生成的数组％的尺寸[1 1 8 5]KP = 1./abs(evalfr(Gpqr(1,1),30i））;KQ = -1./abs(evalfr(Gpqr(2,2),22.5i））;KR = -1./abs(evalfr(Gpqr(3,3),37.5i））;博德（Gpqr（1,1）*的Kp，Gpqr（2,2）* KQ，Gpqr（3,3）*氪，{1E-1,1e3}），网格图例（“da p”，“去到q”，“医生给R”）

结束内环设计，在Simulink模型推这些增益值到相应的查找表，并刷新金宝appslTuner对象。

MWS = get_param（“csthl20_control”，'ModelWorkspace');MWS.assignin（“金伯利进程”，挤压（KP））MWS.assignin（“Kq”，挤压（KQ））MWS.assignin（“Kr”挤压(Kr))刷新(ST0)

接下来，你需要调整外回路控制辊，迎角和侧滑角。这个系列的第3部分（在HL-20自动驾驶仪姿态控制 - SISO设计（控制系统工具箱））示出了如何调整一个经典SISO架构和4部分（姿态控制在HL-20自动驾驶仪- MIMO设计（控制系统工具箱））外观成MIMO架构的优势。