《先进飞行控系统》第十课.pptVIP

高度稳定和控制系统的控制律： （2）高度稳定系统结构图的建立 一般地讲高度控制系统，都是以俯仰角自动控制系统为基础的，因此对象方程，应从纵向运动方程入手，考虑到在高度偏差 不太大时，修正高度过程中，俯仰运动也不会剧烈，所以速度相对变化 也不会太大，为此可用短周期运动方程。 短周期运动方程 　 　　 　 而　 补充描述高度变化的方程： 推导运动学关系的几何图 线性化处理： 　其中：　 　 是起始高度变化率 定高系统的运动学环节： 定高系统运动学环节 当 可简化为 高度自动控制系统的飞机对象方程 此方程限制条件：飞机的飞行高度，速度变化均不大 认为　 若不满足局限条件时―飞机要用全面纵向运动方程及 （ ）式的 方程。 高度稳定系统结构图 （3）高度自动控制系统控制律及工作原理 按闭环调整原理―引入 做为主信号。 考虑到高度控制是以俯仰角 控制为基础的―控制律中要引入控制 的信号。 在建立控制律时，还要考虑对系统的动态过程的阻尼作用控制律可写作： 高度控制系统修正初始偏差的过程 起始状态：飞机作等速平飞 且 平衡舵偏角（为了与 产生的力矩平衡， 应向上偏，以提供抬头力矩） 因某种原因飞机偏离给定的飞行高度产生一个高度初始偏差 控制律： 由AP信号平衡： 又　 其中： ，当到某时刻 ，出现 ，但 所以飞机会继续爬高， 。 由于惯性可能出现： 修正高度过程结束。 讨论： 控制律中若无 信号及 信号，则舵面反舵时机会更晚，这样会出现 后飞机继续向上爬，使 调节过程振荡加剧。说明 是起阻尼作用。 在修正 过程中，随着 ， ，当 时 。说明调整H是靠调整 来实现的，即俯仰角控制是做为高度控制的内回路。 为改善动态质量，引用 信号。 关于高度系统的静差分析：类似于俯仰角稳定系统在外干扰力矩作用下的误差分析，只是这里以 代替 分析思路全同，这里不再讨论。 5.5.2 空速与M数的控制与保持 （1）对速度实现自动控制的必要性 早期飞机，由于飞行速度不大，速度稳定储备很大，加上对速度控制精度要求不高，所以没有速度自控系统，但随着现代高速飞机出现，和机场吞吐量增大，对速度控制要求越来越高了。为此需增加速度自控制系统。 必要性 ： 航空的发展，机场吞吐量（单位时间内起飞与着陆的飞机架次），特别是自动着陆技术的发展，对速度控制精度要求越来越高。 由于超音速飞机的发展，使速度稳定性大大下降了，不少飞机都具有负自平衡性（或零自平衡性），使速度不能保持稳定工作。 速度控制是航迹控制的必要前提，前面所讲的轨迹控制均是速度不变前提下讨论的，如果速度不控，那么控制航迹常是不可能的。 飞机进入跨音速飞行时，速度稳定性常有变化，这是由于焦点后移所至，为保证跨音速飞行时速度的稳定性，我们也要建立速度自控系统。 （2）速度控制的基本方案 纵向通道有两个控制量： 升降舵 和油门杆 单独操纵升降舵 ： 均发生显著变化 单独操纵油门杆 ： 变化大，而 几乎不变。 同时操纵 ：可使 均达到希望值 （2）速度控制的基本方案： 通过控制升降舵 ，改变 来控制速度 。 通过控制油门大小，改变发动机推力来控制速度 。 速度与俯仰角的解耦控制方案。 1）通过控制升降舵 ,改变 来控制速度 物理实质： 改变 重力G在速度方向分量改变 改变 结构： 类似高度控制系统，即俯仰角自控系统为内回路，增加空速传感器，当空速传感器换为M传感器时，就是M数自控系统 2）通过控制油门大小，改变发动机推力来控制速度（即自动油门系统） 保持H时， 总是水平的， 保持 时， ，