第6章 连飞控都做好了！
“全机升力焦点在质心前1%位置，为静不稳定设计。”
“由图可以看出，对于迎角的俯仰力矩导数为正值，俯仰力矩随迎角增大而增大，符合静不稳定飞机特性。”
“针对系统配平状态下的开环特性进行了分析，其根轨迹图显示，该飞机纵向通道长周期变量和短周期变量对应的特征根均为共轭复根，且都有正实部，具有静不稳定特性，随时间振荡发散。”
“而横侧向的短周期变量为拥有负实部的较大共轭复根，振荡衰减较快，长周期变量的特征根则为两个正实根，随着时间增长恒定增大。”
同样的，当张弗雷讲到这里的时候，下面的学生也都默认课程设计的优秀名额又少了一个。
不少学霸露出了懊悔的表情，他们一开始就不应该为了课程设计的完成度而对飞机构型做出妥协。
现在看来，平庸的设计根本不能抓住评委教授们的眼球，之前花费的那些功夫算是白干了。
真是开什么玩笑，明明问过以前的学长学姐，大家也都是这么做的啊，怎么今年就多了这么两个妖孽。
不过跟有些躁动的学生不同，几个评委却仍目光灼灼的看着台上的张弗雷，等着听他讲接下来的内容。
尤其是陈教授，作为飞行力学系的主任，他趁刚刚那一小会功夫就把张弗雷关于增稳控制系统设计那一部分翻来覆去看了好几遍。
甚至还掏出笔在上面圈写了许多内容，准备等下询问张弗雷为什么要这样设计。
毕竟之前讲的那些根轨迹分析和稳定性判断看似很厉害，实际上也就只能忽悠忽悠外行人。
其所用的公式在书本上都写的明明白白，甚至连计算过程都给好了，只需要把做好归一化的气动导数代进去，就能直接求得最后的结果。
真正从事这个行业的人都明白，最能体现一个人对于飞行器的了解程度，体现其水平的地方就在控制系统的设计之上。
内环的前馈信号到底是选迎角这个零阶变量还是俯仰角速率这个一阶变量，或者说像某位成年人一般，选择我全都要。
单是这一点就能难倒很多接受过完整专业教育的科班毕业生，毕竟从书本上只能获取修建学术大楼的砖头和水泥，真正的技巧全部都藏在工程实践之中。
而且不仅如此，单单只是前馈一个状态变量只能改善飞机的稳定性，增稳控制作为现代战斗机中最常见的控制方式，其优点就在于能够平衡稳定性和操纵性这一对冤家。
飞行员虽然控制的是飞机的气动舵面，但其实际想要操纵的却是飞机的姿态、飞机的机动，舵面的变化只不过是中间的一个环节罢了。
所以控制系统在做好稳定性的同时还需要额外对飞行员的指令进行补偿，就像刚才内环的选择一样，这里面临着同样的问题。
是以代表机动的过载指令优先，还是代表姿态的俯仰角速率……
如此的选择还有很多很多，每一个选择都会对整个控制系统的响应特性造成深远的影响，进而决定整架飞机的飞行性能。
陈教授目光炯炯的看着台上的张弗雷，等着听他讲解自己到底是怎么来设计这套控制系统的。
“该飞机采用增稳控制来对纵向静不稳定系统进行自动控制，其中内环前馈变量使用全状态反馈，即同时反馈迎角和俯仰角速率状态量。”
“该方法可以将系统的极点配置至任意位置，实现任意的阻尼比和固有频率，根据前面所述的飞机巡航状态，我们以15000米高度和秒速250米为状态点对系统进行参数配置，此时飞行速度为0.85马赫，未进入跨音速段。”
“目标极点为-1.6±1.2i之后，此时纵向系统的阻尼比和固有频率分别为0.8和2Hz，我们使用MATLAB的place函数对反馈增益进行求解，得到迎角和角速率的反馈增益值分别为-103.227和-12.583。”
“将该增益带入系统并进行阶跃指令仿真，最终系统上升时间为0.7s，超调量为13%，无稳态误差。”
其实讲到这个地方，下面能听懂的也就只剩下陈教授和另外一个飞行力学出身，如今在搞集群控制的老师了。
事实上即便是他们，此刻也愣住了，这东西真的是一个本科生能搞出来的？
太不科学了吧！
而其他人，不论是学生还是那些结构和气动方向的教授，完全就是懵逼的状态。
我是谁？
我在哪？
我要干什么？
这特么不是本科生的课程设计答辩吗，怎么感觉我好像强行拉去听一个博士的学术交流……
握草，等下我要问什么问题，能去撒个尿吗？
工科行业，隔行如隔山，即便同处飞行器设计专业，但不同方向之间的差别可要比文科专业之间的差别还要大得多。
毕竟固体力学、空气动力学、飞行力学与控制以及人机环控这四个方向，代表的可是完全不同的四个知识门类。
无论哪一个摘出来，都是能单独成系的存在。
不过张弗雷并没有管自己的听众作何感想，他自顾自的翻到下一页，讲起了仿真部分的内容。
“在完成增稳控制系统的设计之后，我们通过简单的PI控制设计了路径追踪自动驾驶仪程序，对整个系统进行了六自由度仿真，具体结果请看上图……”
这部分的内容要浅显的多，毕竟只是基本的PID控制，大部分工科专业，只要和机械有那么一点关联，都会对这方面的知识进行讲解。
下面那些刚才如听天书一般的学生们也不再是那副迷茫的模样。
这个我也懂，只要把状态变量和指令做个差值，然后套上一个PID控制器，调一调参数就行了嘛~
反正多调调，总能跑出个结果来。
“各位老师，我的汇报到此结束，请你们多多指点。”
待张弗雷鞠完躬，陈群教授第一个开了口，不过出人意料的是，他并没有问问题，而是指着讲台上的水。
“喝一点水润润喉咙，我这边问题比较多，哈哈。”
教室里传出一阵轻笑声，其他几个老师也露出了笑容，陈群老师作为飞行力学系的主任对于张弗雷的汇报如此感兴趣，那自然代表着其中的控制系统有点东西。
他们也不用越俎代庖，等会稍稍提一下其他部分就好，没必要揪着不放。