飞机操纵系统第1章.ppt

自动飞行控制系统  第1章 概论 北京航空航天大学 1飞机飞行控制系统 1．1飞行控制系统作用 1) 实现飞机的自动飞行： 自动飞行控制就是利用一套专门的系统，在无人参与的条件下，自动操纵飞机按规定的姿态和航迹飞行。 自动飞行的好处: ·长距离飞行解除驾驶员的疲劳，减轻驾驶员的工作担； ·在坏天气或复杂的环境下，驾驶员难于精确控制飞机的姿态和航迹，自动飞行控制系统可以实现对飞机的精确控制； ·有一些飞行操纵任务，驾驶员难于完成，如进场着陆，采用自动飞行控制则可以较好地完成这些任务。 2). 实现对飞机性能的改善 飞机的性能和飞行品质是由飞机本身的气动特性和发动机特性决定的。 随着飞机的飞行高度及速度的逐渐扩大，飞机的自身特性变坏，如飞机的阻尼下降。 现代飞机设计时，常将飞机设计成是静不稳定的。静不稳定的飞机，驾驶员是难于操纵的。 现代飞机上常用的增稳系统或阻尼器系统，这些系统也是飞行控制系统 ，其作用是改善飞机的性能。 飞机现代飞行控制系统的作用： ----实现飞机的自动飞行； ----改善飞机的特性，实现所要求的飞行品质和飞行性能 。 1.2飞行控制系统基本工作原理及组成 1). 飞机人工驾驶的基本过程 各部分的功能是: ·飞机：被控的对象； ·手臂及驾驶杆：执行机构； ·地平仪、眼睛：反馈测量部件； ·大脑：控制器和比较部件，形成误差，产生控制指令。 闭环负反馈原理 ----从信息流动途径看是“闭环负反馈”的过程； ----实质是“测量偏差，纠正编差”控制方法。 2 飞行控制系统 参照人工驾驶的原理构成飞行控制系统。 飞机：被控对象。 具体一个系统的被控物理参数可能是飞机某一 个运动参数，如俯仰角，高度或倾斜角等。 被控的参量通常称为被控量。 执行机构(又称舵机或舵回路) 接收控制指令，其输出跟踪控制指令的变化， 并输出一定的能量，拖动舵面偏转。 反馈测量部件 它测量和感受飞机被控量的变化，并输出相应 的电信号。 不同的被控量需采用不同的测量元件。 综合比较部件 将测量的反馈信号与指令信号进行比较，产生相应的误差信号。这种功能可以与控制器的功能组合在一起。 控制器 依误差信号和系统的要求，进行分析、判断，产生相应的控制指令。目前，这种功能均用数字计算机来实现。 操纵指令部件 给定系统的输入指令信号，它通常是被控量的期望值。 组成中，除被控对象外的其它部件组合称为控制装置，在飞行控制系统中常称为自动驾驶仪。 3) 现代飞机的飞行控制系统总体构成 总体上是由图所示的三个典型回路组成的。 内回路： ---主要的功能是实现对飞机性能的改善，如增加阻尼，增强稳定性等，又常称其为增稳回路。 ---该回路单独工作时，接收驾驶杆的操纵信号，即驾驶员必须通过内回路来操纵飞机运动。 ---外回路工作时，外回路产生的指令信号只能通过内回路操纵飞机。 外回路： ----完成自动驾驶功能，实现姿态角控制以及速度 控制。 ----自动飞行控制时，驾驶员一般将不能用驾驶杆 操纵飞机。控制指令将由驾驶员通过专门的模 态控制板输入系统。 ----外回路所产生的指令信号只能通过内回路控制 飞机的运动。 导航回路(导引回路)： ----利用导航系统的数据，利用内回路与外回路实 现飞机航迹的控制(包括水平航迹与垂直航迹)。 ----飞机的航迹是通过姿态控制实现的，导航回路 所产生的指令也必须通过外回路来实现。 1.3 飞行控制系统的发展 ---1912年诞生简单姿态稳定系统； ---2次世界大战期间发展典型自动驾驶仪系统； 飞机及导弹； --- 2次世界大战后发展航迹导航自动控制系统； --- 50年代开始发展阻尼器、增稳系统； --- 70年代进一步发展控制增稳及电传操纵系统及主动控制技术； 进行验证及开发，F-16A/B；86年A320 --- 70~80年代发展飞行管理系统。1 2 典型飞行控制系统 ---A320飞行控制系统概述 2.1 概述 A320-200飞机