MATLAB实现基于LQR的8自由度直升飞机姿态控制系统

资 源 简 介

本项目采用MATLAB开发完整的直升飞机LQR控制系统，包含8维状态空间建模与控制器设计，通过优化控制策略实现稳定飞行仿真。适用于自动控制教学与研究应用。

详 情 说 明

基于LQR的8自由度直升飞机姿态控制系统设计与仿真

项目介绍

本项目实现了一个完整的直升飞机线性二次调节器（LQR）控制系统。系统基于8维状态空间模型，通过优化控制策略实现直升飞机的稳定飞行控制。项目集成了动力学建模、控制器设计、稳定性分析和仿真验证等多个环节，为直升飞机控制系统的研究与开发提供了完整的解决方案。

功能特性

• 完整的动力学建模：建立8自由度直升飞机状态空间模型
• 最优控制器设计：基于LQR方法设计状态反馈控制器
• 系统稳定性分析：分析闭环系统极点分布，验证系统稳定性
• 可视化仿真：提供状态响应、控制输入和三维轨迹的图形化展示
• 性能评估：计算系统性能指标，量化控制效果

使用方法

1. 配置系统参数：设置状态矩阵A(8×8)、控制矩阵B(8×4)、权重矩阵Q(8×8)和R(4×4)
2. 指定初始条件：定义初始状态向量x0(8×1)和期望参考轨迹
3. 设置仿真参数：配置采样时间Ts和仿真时长Tf
4. 运行控制系统：执行主程序生成控制增益和系统响应
5. 分析结果：查看状态轨迹、控制输入、性能指标和稳定性分析结果

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 控制系统工具箱
• 基本绘图功能支持

文件说明

主程序文件实现了系统的核心控制流程，主要包括直升机动力学模型初始化、LQR控制器参数计算、系统状态反馈控制算法的执行、时域响应的数值仿真求解、闭环系统稳定性特征的评估，以及多维度结果的可视化展示功能。该文件完成了从控制器设计到性能分析的完整闭环验证过程。