第四章-2 舵回路的构成及基本类型.ppt

第四章 舵机与舵回路 舵回路 引入舵回路的目的 舵面的铰链力矩对舵机工作影响很大。 为削弱铰链力矩对舵机工作的影响，并满足控制规律的要求，飞行控制系统中采用舵回路来代替单个的舵机操纵舵面的偏转。 舵回路的构成与基本类型 舵回路的构成 铰链力矩的存在相当于在舵机内部引入一个反馈。 依据自动控制原理，在舵机内部人为引入另外的反馈，抵消铰链力矩的影响。 舵回路的构成 输出转角的反馈 引入舵机鼓轮输出转角的反馈 忽略电感L 由图写出引入 的电动舵机传递函数： 取 ，近似写为： 可得，常值电压作用下鼓轮转角稳态值： 舵回路的构成 舵回路的构成 引入反馈量 ，舵机的传递函数是一个稳定的二阶振荡环节，各系数与飞行状态无关。 稳态时，鼓轮的输出转角 正比于输入电压，反比于反馈量 ，而与飞行状态无关。 舵回路的构成 输出角速度的反馈 引入舵机鼓轮输出角速度的反馈 由图写出引入 的电动舵机传递函数： 设反馈系数均大于0，且 近似写为： 可得，常值电压作用下鼓轮转角稳态值： 舵回路的构成 舵回路的构成 引入反馈量 ，同样可以消除铰链力矩的影响，与飞行状态无关。 稳态时，鼓轮的输出角速度 正比于输入电压。 舵回路的构成 综上，在舵机内部引入反馈构成的闭合回路，可以大大削弱铰链力矩对舵机工作的影响，并能控制舵机输出轴的转角或角速度，而与飞行状态基本无关。 位置反馈 速度反馈 反馈通路+舵机=舵回路 舵回路的基本类型 硬反馈式 软反馈式 弹性反馈式 引入位置反馈 引入速度反馈 引入弹性反馈 按照被控物理量划分： 舵回路的基本类型 软反馈式 忽略铰链力矩 舵回路的基本类型 软反馈式 传递函数 令 舵回路的基本类型 软反馈式 忽略时间常数 ： 可见，软反馈，即速度反馈式舵回路的传递函数近似为一个积分环节。 其输出舵偏角正比于输入电压的积分，即输出舵面偏转角速度正比于输入电压。近似于反馈系数 成反比。 飞行自动控制系统的指令可按比例地控制舵面偏角速度。 舵回路的基本类型 硬反馈式 忽略铰链力矩 舵回路的基本类型 硬反馈式 传递函数 舵回路的基本类型 硬反馈式 使 舵回路的基本类型 硬反馈式 可见，硬反馈式舵回路传递函数近似为一个惯性环节。 稳态输出舵偏角正比于输入电压，近似与位置反馈系数 成反比。 飞行自动控制系统的指令可按比例地控制舵偏角。 舵回路的基本类型 弹性反馈式 由位置反馈串联一个均衡环节实现 位置反馈系数 均衡环节时间常数 舵回路的基本类型 弹性反馈式 传递函数 忽略B的影响，Te一般较大，忽略时间常数 的影响： 舵回路的基本类型 弹性反馈式 若弹性反馈式舵回路工作在低频段，则传递函数近似为一个积分环节；若工作在高频段，则近似为一个比例环节。 低频特性接近软反馈 高频特性接近硬反馈 鼓轮输出既正比于输入，又正比于输入的积分 舵回路的发展及数字化