飞机自动飞行控制系统设计与仿真研究

"基于P3D的飞机自动飞行控制系统的设计方法与仿真研究" 这篇毕业论文主要探讨了如何利用基于Prepar3D（P3D）的平台设计和仿真飞机自动飞行控制系统。自动飞行控制系统在现代航空领域扮演着至关重要的角色，因为它能提升飞行安全性，降低操作难度，增加飞行效率和精确度，同时通过计算机控制减少人为错误。论文以塞斯纳C172飞机为研究实例，这是一款常见的轻型飞机，适合用于教学和训练。 首先，论文涉及了航空动力学和飞行动力学的基础知识，这是构建飞机模型的关键。通过线性化和解耦技术，作者建立了飞机纵向和横向的基本运动方程，这是理解飞机动态行为的基础。线性化是将复杂的非线性系统简化为线性模型，便于分析和控制设计；解耦则是将多输入多输出系统分解为独立的子系统，以便分别进行控制。 接着，论文运用经典控制理论来设计飞机的纵向、横向以及防滑刹车控制系统。经典控制理论包括比例、积分、微分（PID）控制器等，这些控制器可以调整飞机的飞行参数，确保其按照预定的飞行轨迹稳定飞行。在设计过程中，需要考虑系统的稳定性、响应速度和抗干扰能力。 为了验证控制系统的设计，论文构建了基于Matlab/Simulink的仿真模型。Matlab是强大的数学计算软件，Simulink则提供了一个可视化环境，用于构建、模拟和分析多域动态系统。通过UDP（用户数据报协议）进行数据通信，实现了Simulink模型与Prepar3D的联合仿真。这种联合仿真允许在真实飞行环境的视觉反馈下测试控制系统，提高了仿真的逼真度。 最终的仿真结果显示，设计的自动飞行控制系统表现出良好的性能，满足了基本飞行品质要求，证明了该系统的可行性和适用性。这一研究不仅为塞斯纳C172飞机提供了自动飞行控制解决方案，也为其他类似飞机的控制系统设计提供了参考。 关键词：动力学建模，自动飞行控制系统，飞行仿真，仿真模型，联合仿真 这篇论文深入研究了飞机自动飞行控制系统的理论与实践，为航空领域的研究人员和工程技术人员提供了有价值的设计和验证方法。通过实际的仿真和联合仿真，展示了理论知识在解决实际问题中的应用，对于提升飞行安全性和飞行效率有着积极的意义。