飞行控制课件要点.ppt

舵机与舵回路 讲授内容 舵机的工作原理与设计实例 舵机的特性分析 舵回路的基本类型与特点 舵机与飞机操纵系统的联接方式 引言 舵回路（伺服系统）是飞行自动控制系统中不可缺少的组成部分，它按照指令模型装置或敏感元件输出的电信号操纵舵面，实现飞机角运动或航迹运动的自动稳定与控制。舵回路是由若干部件组成的随动系统，其中舵机是—执行元件。 组成：放大器、舵机、反馈元件（作用是改善舵回路特性） 舵回路负载：舵面的惯量，和作用在舵面上的气动力矩（铰链力矩）。 舵机的工作原理及设计技术 舵机作用： 舵机是舵回路中的执行元件，输出力矩（或力）和角速度（或线速度），驱动舵面偏转。 舵机类型： 飞行控制系统中的舵机有四大类： 电动舵机、液压舵机、气动舵机、电动液压复合舵机 电动舵机 以电力为能源，通常由电动机(直流或交流)、测速装置、位置传感器、齿轮传动装置、和安全保护装置等组成。 电动舵机的控制方式：直接式和间接式。 直接式：改变电动机的电枢电压或激磁电压，直接控制舵机输出轴的转速与转向。 间接式：是在电动机恒速转动时，通过离合器的吸合，间接控制舵机输出轴的转速和转向。 电动舵机 组成：一般电动舵机包括①电动机（直流或交流的），②测速装置，③位置传感器，④齿轮传动装置和⑤安全保护装置。 分类：直接式、间接式 优点： ①能源是电力，通常与飞控系统用同一能源，传输、控制等方便。 ②加工制造、装配维修方便。 缺点： ①在输出相同功率时，体积和重量较大（与液压舵机相比），∵有减速齿轮。 ②快速性差些。输出功率不大，而且重量大，惯性大，∴快速性差。 电动舵机 1.磁滞电动机；2.旋转变压器；3.磁粉离合器；4.金属摩擦离合器；5.鼓轮；6.衔铁与斜盘；7.电磁离合器；8.测速发电机；9.减速齿轮 电动舵机 例：间接控制电动舵机 液压舵机 目前纯液压舵机使用不多，主要用电液舵机。 组成： 由电液伺服阀（力矩马达和液压放大器），作动筒和位移传感器组成。 优点： 体积小、重量轻、功率增益大，输出功率与转动惯量的比值大，所以快速性好，控制功率小，灵敏度高。 缺点 ： 加工、装配较困难，生产成本较高，要另加能源——油源。 液压舵机 图2.2 电液副舵机结构原理示意图 1.导磁体；2.永久磁铁；3.控制线圈；4.衔铁；5.弹簧臂；6.挡板；7.喷嘴；8.溢流腔；9.反馈杆；10.阀芯；11.阀套；12.回油节流孔；13.固定节流孔；14.油滤；15.作动筒壳体；16.活塞杆；17.活塞；18.铁芯；19.线圈；20.位移传感器 液压舵机工作原理 电液副舵机各组成部件的作用 力矩马达： 将电气量转换成机械角位移，是一种信号转换装置。 液压放大器： 将机械位移转换为控制阀液压的流向及流量。 位移传感器： 将活塞杆的位移转变成电信号反馈到FCC。 气动舵机 气动舵机是用高压气作为能源的舵机。图2.3为气动舵机原理示意图。由图可见气动舵机的主要组成部分是气动控制活门、作动筒和反馈电位计。 电液复合舵机 组成：电液复合舵机是电液副舵机和液压主舵机组装而成的。 一般具有人工驾驶、自动控制、复合工作和应急操纵等四种工作状态。 余度舵机 余度舵机：在电传操纵系统中使用;就是用几套相同的舵机组合在一起共同操纵舵面。 余度电液副舵机有三套相同的电液副舵机（包括液压伺服阀合作动器），三套作动筒的活塞杆同时连接在一根杆上并一起运动。余度副舵机组成（各有3套）： 监控器和逻辑转换控制开关：监控和检测各自通道的指令输入、电液伺服阀的位移、作动筒两腔的压力差和作动筒活塞的位移等信号。 伺服阀位置传感器 压差传感器 副舵机位置传感器 信号整形器 旁通活门：受监控器控制，工作时可连通作动筒的两腔。 余度舵机 余度舵机 F16主控面舵机原理图 A340主控面舵机原理图 B777作动器布局 BOEING777副翼舵机原理图 F/CTL 舵面的配置 俯仰控制 PITCH 升降舵 Elevator 可配平水平安定面 THS 横滚控制 ROLL 副翼 Ailerons 2-5号扰流板 Spoilers2-5 偏航控制 YAW 方向舵 Rudder 偏航阻尼器 Yaw damper 速度刹车 SPEED BRAKES 2-4号扰流板 Spoilers2-4 地面扰流板 GROUND SPOILERS 所有的扰流板 all spoilers 增升装置 HIGH LIFT 缝翼 Slats 襟翼 Flaps 副翼下垂 Aileron droop * * 输入量 串联补 偿元件 测量元件 输出量