飞机操纵系统第3章.ppt

自动飞行控制系统  第3章 阻尼器及电传系统 北京航空航天大学 3.1飞机?阻尼器系统 3.1.1 偏航阻尼器(又称荷兰滚阻尼器) 1偏航阻尼器的基本控制方案 1)功能：提高飞机的荷兰滚阻尼。 2)基本控制方案： 增大偏航阻尼力矩的一种人工方法是直接测量飞机的偏航角速度r作为反馈，并使方向航偏转角与r成比例： （3.2） 式中 传递系数。 3)基本控制结构 偏航角速率陀螺，以测量飞机的偏航角速度； 控制器产生控制信号； 复合舵机(串联)。 2 控制规律 1) 系统原理框图为 2) 洗出网络 倾斜转弯时产生偏航角速度 产生常值舵偏 产生附加阻尼力矩，阻尼飞机偏转，降低飞机的偏航角速度。 在脚蹬操纵方向舵，控制飞机偏航时，也会发生类似问题，即偏航阻尼器将会降低驾驶员的操纵效率。 为了克服偏航阻尼器对稳态转弯速率的影响，常在控制器中加入一种“洗出网络”的控制算法。 主要特征是，若输入信号变化，输出也是变化的若输入信号等于常数（或变化很慢），输出为零（或近似为零）。 加入“洗出网络” ，飞机稳态盘旋，r=常数， “洗出网络” 输出近似为零，控制器输出及方向舵偏转为零，不会产生阻碍稳态转弯的控制。 主要用于改善飞机稳态操纵特性。人工操纵、自动驾驶时，该系统都在起作用。 方向舵偏转权限：5~10%。 3.1.2 俯仰阻尼器 ；3.1.3 滚转阻尼器 3.2 飞机增稳系统 3.2.1 放宽静稳定性 1 纵向静稳定性： 静稳定 静不稳定 中性稳定 2 放宽飞机的过载（迎角）静稳定性效益 1) 减少飞行阻力 ---提高爬升率； ---提高升限； ---增大航程 2) 减轻重量 3) 增加有用升力 ---增大法向过载能力； ---增大盘旋角速度，减小盘旋半径。 3.2.2 增稳控制系统的构成 1 引入迎角反馈信号构成闭环控制系统 ---系统组成 ---控制规律 ---等效地改变了 通过适当地选取 , 可使等效的 满足要求。 ---缺点：迎角测量精度低；噪声较大。 2 引入法向过载反馈构成闭环控制系统。 按定义，法向过载为 表明攻角与法向过载有一定比例关系。 ---测量法向过载构成系统。 3 迎角与俯仰角速度组合反馈控制 ---前种方法缺点：短周期阻尼比降低，振荡增大。 ---控制方案：测量迎角及俯仰角速度，控制升降舵： ---优点：增稳及增大阻尼。 3.3 控制增稳系统 ---阻尼器或增稳系统改善飞机的阻尼和稳定性。 ---增稳系统引入反馈信号与飞行员指令信号的综合，影响了飞机的操纵性能，降低了飞行员的操纵灵敏度 。 ---控制增稳系统： ．具有增稳系统的反馈通道； ．操纵杆指令变成电信号，处理后也送入增稳 稳系统中； ．前馈控制器对杆指令进行平滑处理。 ．系统即有增稳作用又可以改善操纵特性。 3.4 电传操纵系统 3.4.1飞机操纵系统的发展 1．全机械操纵系统 2．半助力的机械操纵系统 3 全助力操纵系统 ---人感系统：产生驾驶员操纵感觉。 4 带增稳的助力操纵系统 ---通过舵机 将增稳系统 电指令转换 为机械指令 5 带控制增稳系统的助力操纵系统 ---将驾驶杆指令变为电信号并送入增稳系统 6 电传操纵系统 ---在带控制增稳的助力操纵系统中取消机器传动机构。 3.4.2 电传操纵系统(FBW)概述 1电传操纵系统定义： ---控制增稳的机械操纵系统取消了机械传动的操纵作用，仅保留了电信号的操纵 ---“电信号系统+控制增稳系统” --- 又称为电子操纵系统。 2 从控制增稳发展电传操纵系统的主要原因是： · 机械操纵系统结构复杂，重量重，占据空间大； · 机械传动系统传输的死区、间隙等特性，影响对飞机的操纵，易引发人?机耦合振荡。 · 控制增稳系统对舵面的操纵权限有限，很难满足对飞行品质改善的要求。 · 产生这些缺点的根本原因是机械杆系的存在，那么能否取消机械杆系呢？回答是肯定的