飞行模拟机自动驾驶控制系统设计与仿真

"这篇硕士学位论文主要探讨了自动驾驶仪在飞行模拟机中的应用，重点在于自动驾驶系统的控制律设计，包括姿态控制、轨迹控制、自动油门速度控制以及航空电子设备的交互，旨在实现飞行模拟机的多功能自动飞行控制。通过理论推导、系统辨识和MATLAB软件仿真，设计并验证了俯仰、横滚、自动油门和配平等模块的控制律，同时也详细介绍了飞行方式控制面板（MCP）的功能及其在实际飞行中的应用。" 在自动驾驶仪的工作原理中，它主要负责维持飞机的稳定飞行和自主导航。自动驾驶仪通常由传感器、控制器和执行机构组成。传感器收集飞机的各种状态数据，如航向、速度、高度和姿态等；控制器基于这些数据计算出所需的控制输入；执行机构则按照控制器的指令调整飞机的舵面或发动机推力，以实现预定的飞行任务。 这篇论文详细阐述了自动驾驶仪在飞行模拟机中的应用，首先，飞机的姿态控制涉及到俯仰、横滚和偏航三个维度，通过控制律设计确保飞机在三维空间中的稳定。俯仰控制律模块专注于飞机的升降动作，而横滚控制律模块则关乎飞机左右倾斜。自动油门系统则负责调节发动机功率，保持或改变飞机的速度。 轨迹控制是自动驾驶仪的另一个关键功能，它确保飞机沿着预设的航线或航点飞行。这需要精确的导航数据和灵活的飞行计划管理。航空电子设备的交联使得各系统之间能够协同工作，提供飞行控制的全面支持。 在系统辨识过程中，通过频域分析法和根轨迹法，可以理解和优化控制律的动态特性，确保其在各种飞行条件下都能有效工作。MATLAB软件的仿真验证进一步确认了这些控制律的性能，模拟了真实飞机自动飞行时的控制效果。 最后，论文提到了飞行方式控制面板（MCP），这是飞行员与自动驾驶仪交互的主要界面。MCP允许飞行员选择不同的飞行模式，如航向保持、高度保持、速度保持等，从而实现对飞机自动化操作的精细控制。 这篇论文深入研究了飞行模拟机的自动驾驶控制系统，不仅涵盖了理论设计，还涉及实际应用，对于理解自动驾驶仪的工作原理和在飞行训练中的作用具有重要意义。