自动飞行控制系统绪论第一章.ppt

第八节 刚体飞行器的运动方程 方程线性化及分组 纵向运动方程 横侧向运动方程 * 第九节 飞机的纵向运动 纵向运动方程式 * 第九节 飞机的纵向运动 线性化处理 * 第九节 飞机的纵向运动 纵向扰动运动的两种模态 长周期运动：周期长，衰减慢。 数学解释：对应于特征方程的一对小共轭复根。 物理成因：力小、线运动惯性大 短周期运动：周期短，衰减快。 数学解释：对应于特征方程的一对大共轭复根。 物理成因：力矩大、角运动惯性小 * 第十节 飞机的横侧运动 横侧运动线性化方程 * 第十节 飞机的横侧运动 横侧扰动运动的三种模态 滚转阻尼模态：滚转角快速变化的滚转运动。 数学解释：大负根。 荷兰滚模态（振荡模态）：滚转角、偏航角、侧滑角周期振荡运动。左偏航时右滚转；右偏航时左滚转。 数学解释：一对共轭复根 螺旋模态：缓慢螺旋运动。 数学解释：小根（可正可负） * 2、机身产生的俯仰力矩 因机身起了不稳定作用，故： 3、水平尾翼的俯仰力矩 平尾对重心的俯仰力矩为： （二）飞机纵向的平衡与操纵 1、飞机纵向的平衡 飞机作等速直线平飞，为了维持这种飞行状态，应满足 （升力=重力）、 （推力=阻力）以及对重心的力矩 。 2、飞机纵向平衡的建立 要建立飞机的纵向平衡，首先根据飞机的重力，选择合适的迎角 ，使之具有一定数值的 ，以使 。为使 （即 ），必须偏转相应的升降舵偏角。根据飞机的阻力大小，选择合适的油门位置，以使 。满足力和力矩的平衡条件之后，剩下的问题就是能否维持这种平衡。 3、飞机纵向平衡的稳定与操纵 1）、飞机纵向平衡的稳定 2）、飞机纵向平衡的操纵 （三）飞机绕横轴转动产生的俯仰力矩 （四）俯仰力矩总和表达式 第六节 侧向气动力及气动力矩 一、侧力 飞机总气动力沿机体轴系 轴的分量称为侧力 。侧力可以用侧力系数 表示： 由侧滑角 ，方向舵偏转角 ，以及绕 轴的滚转角速度 ，绕 轴的偏航角速度 和飞机倾斜角 等引起的侧力。 （一）侧滑角 引起的侧力 （二）偏转方向舵 引起的侧力 （三）滚转角速度 引起的侧力 （四）偏航角速度 引起的侧力 （五）滚转角 引起的侧力 二、滚转力矩 与偏航力矩 绕 轴的滚转力矩 包括：侧滑角 引起的 ；偏转副翼 引起的 ；偏转方向舵 引起的 ；滚转角速度 引起的 ；偏航角速度 引起的 。 绕 轴的偏航力矩 包括：侧滑角 引起的 ；偏转副翼 引起的 ；偏转方向舵 引起的 ；滚转角速度 引起的 ；偏航角速度 引起的 。 (一）绕ox轴的滚转力矩 1、测滑角 引起的 --侧向静稳定力矩 （1）机翼上(下)反角 的作用 （1）机翼上(下)反角 的作用 若是上反角，气动导数 为负。 若是下反角，气动导数 为正。 （2）机翼后掠角 的作用 后掠翼的气动导数 为负。 前掠翼的气动导数 为正。 （3）立尾的作用 立尾在 轴之上时 为负； 立尾在 轴之下时 为正。 侧向静稳定性的意义 全机的 为上述各项作用的总和，称为飞机横滚静稳定性导数。 为负值时飞机具有横滚静稳定性； 为正则时横滚静不稳定。 稳定意义 2、副翼偏转角 引起的L——滚转控制力矩 副翼正偏转时，右副翼后缘下偏，同时左副翼后缘上偏，右翼升力增大，左翼升力减小，产生的滚转力矩L为负值； 副翼负偏转时，左副翼后缘下偏，同时右副翼后缘上偏，左翼升力增大，右翼升力减小，产生的滚转力矩L为正值。 3、方向舵偏转角 引起的L——操纵交叉力矩 4、滚转角速度 引起的 ——滚转阻尼力矩 5、偏航角速度 引起的L——交叉动态力矩 （二）绕oz轴的偏航力矩N 1、侧滑角 引起的N--航向静稳定力矩 此力矩主要由机身和立尾产生。 航向静稳定性意义： 风标稳定性 2、副翼偏转角 引起的N--操纵交叉力矩 3、方向舵偏转角 引起的N--航向控制力矩 4、滚转角速度p引起的N--交叉动态力矩