“有人驾驶飞机飞行操纵系统”教学大纲.doc

“有人驾驶飞机飞行操纵系统”教学大纲 课程编号： 课程名称：有人驾驶飞机飞行操纵系统 Pilot-Vehicle Flight Control System 学时学分：45/2.5 先修课程：自动控制系统、空气动力学、计算机基础 一、课程教学目标 “有人驾驶飞机飞行操纵系统”是机械电子工程系的一门专业必修课。要求学生在具有一定的空气动力学基本原理、自动控制理论知识基础上，通过介绍有人驾驶飞机飞行操纵系统的发展，学习、掌握飞机飞行原理、操纵系统工作原理及驾驶员操纵特性。使学生学会以人机闭环系统的观点来分析、解决有人驾驶飞机飞行性能与操纵品质问题。并通过以Matlab语言对驾驶员飞机操纵系统特性的仿真训练，培养学生理论联系实际的能力。 二、教学内容及基本要求 绪 阐述： 课程设置的主要内容，章节的安排；学生掌握的重点与基本知识，教师讲解的有关事项 有人驾驶飞机飞行原理 (8学时) §1.1 飞机分类、有人驾驶飞机飞行操纵系统分类 §1.2 飞机空间定位、有人驾驶飞机可控舵面 §1.3 有人驾驶飞机稳定性与操纵性 §1.4 飞机对称定直平飞时力和力矩 §1.5 飞机纵向非定常曲线飞行力和力矩 要求学生在理解空气动力学基础上掌握有人驾驶飞机飞行操纵系统的有关基本概念，重点掌握飞行升力产生原理。 第二章 有人驾驶飞机飞行运动特性 (8学时) §2.1 飞机纵向运动特性分析、建模 纵向运动方程的建立 小扰动线性化原理 纵向操纵运动的传递函数与频率特性 §2.2 短周期和长周期运动模态 2.2.1两种运动模态的物理成因 2.2.2短、长周期运动的近似传递函数 §2.3 飞机横侧运动特性分析、建模 §2.4 横侧三种运动模态 2.4.1 滚转模态 2.4.2 螺旋模态 2.4.3荷兰滚模态 §2.5飞机急滚惯性交感运动 要求学生应用小扰动线性化方法建立飞机纵向运动特性传递函数，并理解飞机纵向与横 侧向运动模态的分类及物理成因。 有人驾驶飞机飞行机械操纵系统 (6学时) §3.1 飞行机械主操纵系统组成、工作原理 §3.2 传动系数、传动比 §3.3 不可逆机械操纵系统关键部件 力臂调节器、人感机构、助力器 §3.4 机械操纵系统建模 要求学生掌握不可逆机械操纵系统的组成、各个关键部件的工作原理、数学模型的建立。 增稳与控制增稳操纵系统 (8学时) §4.1 人工飞行操纵系统与自动飞行控制系统 §4.2 增稳器工作原理 §4.3 控制增稳操纵系统组成、工作原理 §4.4 增益操纵系统对飞机运动特性的影响 要求学生利用经典控制负反馈基本原理进行有人驾驶飞机飞行增稳、控制增稳操纵系统的分析与设计。 电传操纵系统与主动控制技术 (5学时) §5.1 电传操纵系统的产生、组成 §5.2 电传操纵系统对飞机稳定性与操纵性的影响 §5.3 主动控制技术 §5.4 随控布局飞机极其设计思想 要求学生充分认识计算机技术的发展对电传操纵系统产生的作用，了解主动控制技术及随控布局飞机的设计思想。 驾驶员控制模型 (8学时) §6.1 驾驶员功能与人机控制任务分类 §6.2 驾驶员操纵特性、操纵作用 §6.3 驾驶员控制行为特点、模型分类 §6.4 人机闭环操纵系统分析 §6.5 有人驾驶飞机飞行操纵系统品质规范简介 要求学生针对驾驶员的操纵特性和控制行为特征，掌握驾驶员控制模型中的经典传函形式与最优控制模型，能以人机闭环进行驾驶员－飞机飞行操纵系统的性能分析。 现代新机型及现代飞机飞行操纵系统的发展 (2学时) 要求学生了解先进的飞机及其操纵系统的发展趋势，对全电飞机、翼身融合等新机型有一定的认识，对操纵系统功能的综合性、高机动性、高敏捷性及智能化辅助驾驶员等有初步了解。 附录：1、空气动力学基础 2、数字仿真 3、驾驶员－控制－显示 30-1 2