制御アーキテクチャ

飞行制御システムをもつHL-20モデルを开き。

Open_System（'csthl20_control'）

この6自由度モデルはNASA HL-20升降体机身(航天Blockset)から応用したものです。モデルは着陸地への最終アプローチをシミュレートするように構成されています。”制导系统“は滑空角の軌跡および対応するロール,迎角(α),および横滑り角(β)の各コマンドを生成します。“飞行控制系统“はコントロールサーフェスがこれらのコマンドに追従するよう調整を行います。“飞行控制系统”内の“控制器”ブロックは,異なる自動操縦構成をもつバリアントサブシステムです。

“基线”コントローラーと“古典”コントローラーは,内側の3つのPのみのループで角速度P, q, rを制御し,外側の3つのπループで角度位置φ,α,βを制御するクラシックなカスケードループアーキテクチャを使用します。6つの比例ゲインと3つの積分ゲインはすべてαとβの関数としてスケジュールされます。“基线”バリアントには,NASA HL-20升降体机身(航天Blockset)で取り上げられているベースライン設計が含まれます。このシリーズのパート2と3では“古典”バリアントを使って調整プロセスについて順を追って説明します。アクティブなバリアントはワークスペース変数CTYPEによって制御されます。その値を2に設定すると,コントローラーの“古典”バリアントが有効になります。

%选择控制器的“经典”变体ctype = 2;

このバリアントでは,自動操縦ゲインをスケジュールするためにルックアップテーブルとMATLAB函数ブロックを組み合わせて使用する点に注意してください。

コントローラー調整の設定

このシリーズのパート1（HL-20機体の平衡化と線形化)では40の異なる機体方向,つまり40の異なる(α,β)値ペアについてHL20机体“ブロックと“控制选择器”ブロックの線形化モデルを取得しました。これらの線形化モデルの配列を読み込みます。

负载csthl20_trimdata.七国集团(G7)CS尺寸（g7）

状态空间模型的8x5数组。每个模型有34个输出，9个输入和7个状态。

大小(CS)

状态空间模型的8x5数组。每个模型有6个输出，5个输入和0个状态。

制御システムの設計と解析に適した“csthl20_controlの線形化モデルを取得するには,slTunerインターフェイスを使用すると便利です。このインターフェイスを使用すると,着目するモデル内の信号やポイントを指定し,調整を行うブロックを指定することができます。

st0 = sltuner（'csthl20_control'）;ST0。t = 0;要求连续时间线性化

ここここでは着目着目するポイント，角度角度と速度の，対応対応する，および偏向角da，de，drが含まれます。

美联社= {“博士da;德;”“HL20机身/ pqr”'alpha_deg'“Beta_deg”“Phi_deg”“控制器/古典/要求”％角度需求“p_demand”“q_demand”“r_demand”};ST0.Adpoint（AP）

“HL20机体”ブロックと“控制选择器”ブロックの線形化されたモデルを既に(α,β)の関数として取得してあるので,“csthl20_controlモデル全体を線形化するには,各非線形成分を線形モデル群に置き換えるのが一番簡単な方法です。これは”ブロック置換”と呼ばれ,通常の場合,複雑なモデルを複数の操作条件で線形化する最も効果的な方法です。

%用8 × 5线性化的G7模型阵列取代“HL20机身”块BlockSub1 =结构(“名字”，“csthl20_control / HL20机体”，“价值”,七国集团(G7));%将"Controls Selector"替换为CSBlockSub2 =结构(“名字”，'csthl20_control/Flight Control System/Controls Selector'，“价值”, CS);％通过直接馈通更换“执行器”（忽略饱和和二阶执行器动态）BlockSub3 =结构(“名字”，“csthl20_control /致动器”，“价值”、眼(6));ST0。BlockSubstitutions = [BlockSub1;BlockSub2;BlockSub3];

これで，制御制御の设计设计部に设备が整いました。

内側のループを閉じる

角速度p, q, rを制御する3つの内側のループから開始します。方向付けのため,偏向角(哒,德,博士)から角速度(p, q, r)への開ループ伝達関数をプロットします。slTunerインターフェイスでは,関心のある任意の伝達関数についてモデルにクエリできます。

%注:第二个'da;de;dr'打开工厂输入的所有反馈回路Gpqr = getIOTransfer (ST0,“博士da;德;”，“评定”，“博士da;德;”）;BODE（GPQR（1,1），GPQR（2,2），GPQR（3,3），{1E-1,1E3}），网格传奇（'da到p'，“德问”，的r博士）

このボード図には，5 rad / sををと対角ががががするますますます。したがって，比例のみれますいい。设计设计と同じよう，p，q，rループのターゲットの幅それぞれ30,22.5,37.5 rad / sににますゲイン。（alpha，beta）ののに対するkp，kq，krは，これらのの数号のプラントプラント応答単简単得ることができ，位相位相には，kpが正（负负フィードバック），kqとkrは负（正のフィードバック）になる必要があることが示さてい。

计算每个条件的Kp,Kq,Kr。生成的数组%有大小[1 1 8 5]Kp = 1. / abs (evalfr (Gpqr(1, 1), 30我));Kq = -1. / abs (evalfr (Gpqr(2, 2), 22.5我));基米-雷克南= -1. / abs (evalfr (Gpqr(3、3),37.5我));波德(Gpqr (1,1) * Kp, Gpqr (2, 2) * Kq Gpqr (3,3) * Kr, {1 e 1, 1 e3}),网格传奇('da到p'，“德问”，的r博士）

内側のループの設計を完了するため,これらのゲイン値を仿金宝app真软件モデルの対応するルックアップテーブルにプッシュしてslTunerオブジェクトを更新します。

多工作站系统= get_param ('csthl20_control'，“ModelWorkspace”）;MWS.assignin ('kp'挤压(Kp)) MWS.assignin ('kq'挤压(Kq)) MWS.assignin ('kr'挤压(Kr))刷新(ST0)

次に,ロール,迎角、横滑り角を制御する外側のループを調整する必要があります。このシリーズのパート3 (HL-20の自动操縦姿势姿势 - siso设计)ではクラシックな输出アーキテクチャを調整する方法を説明し,パート4 (HL-20の自動操縦の姿勢制御- MIMO設計)ではMIMOアーキテクチャの利点について学びます。