基于MATLAB线性不等式约束的飞行器姿态控制系统设计与Simulink仿真验证

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现线性不等式约束下的飞行器姿态控制器参数优化，通过Simulink进行系统仿真验证，涵盖控制器设计、稳定性分析和性能评估，确保飞行器稳定控制。

详 情 说 明

基于线性不等式约束的飞行器姿态控制系统设计与Simulink仿真验证

项目介绍

本项目采用线性不等式约束优化方法，设计并验证飞行器姿态控制系统。通过MATLAB实现控制器参数优化与状态空间建模，并在Simulink中构建完整的动态仿真环境，评估控制系统的稳定性、动态性能与鲁棒性。

功能特性

• 控制器优化设计：基于线性不等式约束，求解满足性能指标与执行器饱和限制的控制器参数
• 状态空间建模：建立飞行器姿态动力学系统的状态空间表达式
• 稳定性分析：提供系统极点分布、稳定裕度等频域与时域分析工具
• Simulink仿真验证：集成传感器测量、环境扰动、执行器约束等真实因素，验证控制策略有效性
• 性能评估：自动计算超调量、调节时间、稳态误差等关键性能指标

使用方法

1. 参数配置：编辑配置文件，输入飞行器动力学参数、控制约束条件与环境扰动参数
2. 控制器设计：运行主优化程序，获取满足约束条件的最优控制器参数矩阵
3. 系统分析：执行稳定性分析模块，生成频域特性图与稳定性报告
4. 仿真验证：打开Simulink模型，设置参考输入信号，运行仿真并查看结果
5. 性能评估：分析仿真输出的时域响应曲线与性能指标数据

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2020b或更高版本，Simulink基础模块
• 必要工具箱：Optimization Toolbox, Control System Toolbox
• 硬件配置：至少4GB内存，推荐8GB以上用于大型仿真运算

文件说明

主程序文件整合了控制器参数优化、系统建模与性能分析的核心流程。具体实现功能包括：读取飞行器参数与约束条件，构建线性不等式约束优化问题，求解最优控制器增益矩阵，生成状态空间模型并进行极点配置分析，输出稳定性报告与频域特性图，为Simulink仿真提供初始化参数。