使用MATLAB实现F-14雄猫战斗机纵向运动飞行控制与风扰模拟系统

资 源 简 介

本项目在MATLAB中建立了F-14战斗机的纵向运动一阶线性化数学模型，涵盖飞机本体及作动器动态特性。设计了基于模拟电路的飞行控制器，接收飞行员俯仰操纵杆指令作为俯仰姿态设定点，采用俯仰角与俯仰角速率双反馈策略，实现对飞行姿态的精确控制和风扰模拟分析。

详 情 说 明

F-14雄猫战斗机纵向运动飞行控制与风扰模拟系统

项目介绍

本项目实现了F-14战斗机纵向运动的一阶线性化数学建模与飞行控制仿真系统。通过建立包含飞机本体动力学和作动器动态特性的数学模型，设计基于模拟电路的双反馈飞行控制器，并集成Dryden大气湍流模型，实现在风扰环境下的俯仰姿态跟踪控制与系统性能分析。

功能特性

• 动力学建模：建立F-14战斗机纵向运动的一阶线性化数学模型，涵盖气动特性与作动器动态响应
• 双回路控制：采用俯仰角与俯仰角速率双反馈生成控制指令，实现精确的姿态跟踪
• 风扰模拟：集成简化的Dryden湍流模型，模拟大气湍流对飞行系统的扰动影响
• 综合分析：提供时域响应、频域特性和稳定性指标等多维度性能评估

使用方法

1. 参数设置：配置初始飞行状态（俯仰角、角速率、空速）、控制器增益和风扰参数
2. 指令输入：输入飞行员俯仰操纵杆指令（标量电压信号）
3. 仿真运行：执行闭环控制系统仿真，包含风扰干扰注入
4. 结果分析：查看时域响应曲线、频域特性图和稳定性分析报告

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Control System Toolbox
• Signal Processing Toolbox（用于频谱分析）

文件说明

主程序文件实现了系统的核心仿真流程，包括：飞机纵向动力学模型初始化、作动器动态特性建模、双回路PID控制器设计、Dryden风扰模型数值生成、闭环控制系统仿真执行，以及时域响应分析、频域特性绘制和稳定性指标计算等综合输出功能。