小扰动假设

飞行控制系统原理

如果控制系统飞行正常,实际飞行弹道总是与理想飞行弹道相接近,所以可以把实际运动参数用理想运动参数和其偏差量来表示。

比如:

\alpha =\alpha _{0}+\bigtriangleup \alpha

\beta =\beta _{0}+\bigtriangleup \beta

而当理想\beta=0时,

\beta =\bigtriangleup \beta

在Matlab中进行小扰动稳定分析通常基于电力系统模型,以下介绍相关方法、代码和案例。 ### 方法 - **特征值分析法**:通过建立电力系统的线性化状态空间模型,对系统的状态矩阵进行特征值计算。根据特征值的实部和虚部分析系统的稳定性,实部为负表明系统在该模态下是稳定的,实部为正则系统不稳定。 - **时域仿真法**:在系统受到小扰动后,对系统的非线性微分方程进行数值求解,观察系统状态变量随时间的变化情况来判断系统的稳定性。 ### 代码示例 以下是一个简单的特征值分析法的Matlab代码示例,假设已经得到了系统的状态矩阵 `A`: ```matlab % 定义系统的状态矩阵 A A = [ -1 2; -3 -4 ]; % 计算特征值 eigenvalues = eig(A); % 分析特征值的实部 real_parts = real(eigenvalues); % 判断系统稳定性 if all(real_parts < 0) disp('系统是小扰动稳定的'); else disp('系统存在小扰动不稳定的模态'); end ``` ### 案例 考虑一个简单的单机无穷大系统,其状态方程可以表示为: \[ \begin{cases} \dot{\delta}=\omega - \omega_0\\ M\dot{\omega}=P_m - P_e - D(\omega - \omega_0) \end{cases} \] 其中,$\delta$ 是发电机的功角,$\omega$ 是发电机的角速度,$\omega_0$ 是同步角速度,$M$ 是转动惯量,$P_m$ 是机械功率,$P_e$ 是电磁功率,$D$ 是阻尼系数。 以下是对应的Matlab代码实现: ```matlab % 参数设置 M = 5; % 转动惯量 D = 1; % 阻尼系数 Pm = 1; % 机械功率 Pe = 1; % 电磁功率 omega0 = 1; % 同步角速度 % 线性化状态矩阵 A = [ 0 1; 0 -D/M ]; % 计算特征值 eigenvalues = eig(A); % 分析特征值的实部 real_parts = real(eigenvalues); % 判断系统稳定性 if all(real_parts < 0) disp('单机无穷大系统是小扰动稳定的'); else disp('单机无穷大系统存在小扰动不稳定的模态'); end ```
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