飞行控制系统典型飞行控制系统工作原理.pptxVIP

第五章 典型飞行控制系统分析;概述;概述;典型飞行控制系统的分类;飞行控制系统的任务和设计目标;飞控系统的基本性能要求;飞机飞行品质;飞机飞行品质;高阶系统的飞行品质评价方法;飞控系统的基本性能要求;飞控系统品质 ;飞控系统基本功能包括几方面;§2 阻尼器与增稳系统;飞机操纵机构;飞机结构特点及受空气动力影响情况 ;2、阻尼器的组成与作用原理;组成： 阻尼器由角速率陀螺，放大器和舵回路 组成。舵回路中包括串联副舵机，反馈元件，总和元件;阻尼系统：;原理： ;俯仰阻尼器（纵向阻尼器） ; ：机械弹簧 ：助力器的传递函数 ：为杆力 ：飞机短周期运动传递函数 系统传函： ;有阻尼器飞机操纵系统结构图;简化闭环传函： 式中： ;适当选择 可增大 ，即增大了阻尼，（ ） 但 使　 静操纵性 阻尼比增大是靠牺牲静操纵性达到的。 由于 与 成反比， 变化不大，即固有频率变化不大。(参见书p174例）;2）考虑助力器及舵回路惯性时阻尼器控制律 ;阻尼器控制律为：;3）计串联舵机的有限权限时的阻尼器控制律 ;无阻尼器飞机的纵向过渡过程; 全权限纵向阻尼系统过渡过程 ;纵向阻尼系统权限为;结论：;4）控制律的改造―清洗网络的引用;引入清洗网络原因：;协调转弯公式：;;增益调参问题;4、滚转阻尼器 ——倾斜阻尼器;滚转阻尼器有关装置原理图;原理：;控制律： 助力器为惯性环节，副翼舵回路为二阶振荡环节： 副翼转角对滚转角速率的传递系数 副翼转角对驾驶杆横向偏移的传动比 驾驶杆横向偏移;滚转阻尼器框图;如果考虑非线性，一般情况权限 ， 则有：;简单分析;分析： ;快速滚转运动传递函数为： ;（a） ;由图可见： 当 时，且 接近 ，分子与分母对应的复零点与复极点十分接近，构成一对偶极子。从复极点 出发的根轨迹沿着右弯弧线趋向复零点 。 当 根轨迹进入s右半平面，系统不稳定。所以应重视偶极子的影响。;; 时，也构成偶极子，从复极点 出发的根轨迹沿着左弯弧线趋向复零点 合理选择 ，可使复根对应的阻尼比大于原飞机的阻尼比 。即飞机-滚转阻尼系统的荷兰滚运动比原飞机的衰减更快，这种情况下，分析时可不考虑侧向交联影响。;若令 ，操纵指标 会因阻尼器的应用而下降。;5、偏航阻尼器;串联偏航阻尼器;;控制律： ;二、飞机―增稳系统;2、俯仰增稳系统控制律及系统分析;增稳控制系统方程： 此时： 稳定性增加。 但因 使飞机阻尼特性下降。;引入过载信号的俯仰增稳系统;为使飞机既有良好的静稳定性又有足够的阻尼比，控制律中必须包括n（或 ）与角速率q两种信号，于是纵向比例式增稳系统的控制律为： ;由飞机短周期方程得： 俯仰角速率与法向过载的关系为： 闭环系统方程： 控制律中加入俯仰角速率后，系统固有频率及阻尼比均可通过适当选择 来调整 .;特点： ;分析：;3、偏航增稳系统控制律;控制律： ;这就是说在控制律（ 表达式）中增加与 有关的信号即可提高航向静安定性。 若再增加与角速度 有关的信号，又可增大阻尼，若两种信号均用，即可实现增稳阻尼，于是控制律为：;当考虑到舵机权限，舵回路惯性，助力器时，其控制律为非线性的。;闭环运动方程： 由此可知，固有频率增加为： 静稳定性增加，阻尼增加。 ; 信号的获得 ;当用侧向加速度计作反馈元件时，增稳阻尼控制律为：（不计惯性，非线性时） ;4、横侧增稳系统 ;式中： 速率陀螺到方向舵传动比； 副翼到方向舵传动比； 侧向加速度即到方向舵传动比； 侧向加速度即到服役的传动比； 低通滤波器传递函数。 ;;说明：;;特点： ;为加强飞机进入或退出滚转（或转弯）时