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现代飞行控制系统

课程编号

课程中文名称：现代飞行控制系统

课程英文名称：ModernFlightControlSystems

开课学期：春季

学分/学时：3/48

先修课程：理论力学，自动控制原理，现代控制理论，计算机控制系统

建议后续课程：飞行控制系统设计与综合分析

适用专业/开课对象：控制科学与工程学科硕士/博士研究生

团队负责人：周锐执笔人：李卫琪、张晶核准院长：王磊

一、课程的性质、目的和任务

课程的性质和任务：现代飞行控制系统”针对在大气层内飞行的飞行器的姿态稳定和飞行轨迹

控制问题，通过基本气动力分析、经典与现代设计方法应用、飞机系统分析与评估方法介绍、各

种气流与风的描述与影响等方面内容，使学生掌握大气层内飞行器的动力学特性、姿态稳定与航

迹控制的基本概念与现代控制理论设计方法，使学生初步了解飞行控制系统的设计要求与评估方

法，并对于近年来飞行控制技术与飞行控制系统的必威体育精装版发展有所了解。

教学目标：本课程的教学目的是，在具备理论力学、自动控制原理和计算机控制系统实现技

术的基本概念的基础上，重点了解以下内容：

1）飞行力学初步知识与飞机飞行动力学建模原理，非线性模型与线性模型，线性飞机的基

本特性；

2）经典飞行控制系统与现代飞行控制系统的构成原理、设计方法和评估方法。具体包括：

（1）电传操纵系统的构成原理和设计方法；

（2）战斗机电传操纵系统的评估方法；

（3）飞机的内环增稳控制、姿态控制与轨迹控制概念与控制系统设计方法；

3）大气紊流与突风、切变风模型及其对飞机的影响；

4）具有不同主动控制功能的系统及其控制技术；

5）综合飞行控制系统的构成与基本概念；

6）新型飞行控制系统结构与余度可靠性控制技术。

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通过本课程学习，使学生具备对现代飞行器建模与特性分析、飞行控制系统与控制技术的初

步知识和基本概念，为今后参与飞行控制系统设计研究和研制开发打下基础。通过综合作业和小

型实验，使学生初步掌握飞控系统建模、分析与设计的基本方法和验证方法，初步具备完成一个

电传增稳系统设计分析的能力。

二、课程内容、基本要求及学时分配

本课程包括24次授课，共计48学时，讲授内容及学时安排具体如下：

绪论（2学时）

介绍飞行控制的基本概念、现代飞行控制系统的基本结构、飞行控制系统发展状况、新型飞

行器与飞行控制技术及学习的目的意义，使学生对飞行控制系统的基本概念与发展状况有初步的

了解，对本课程将要学习的内容、要求和掌握的基础知识有所了解。

第一章飞机数学模型（14学时，每节2学时）

1.1飞行动力学——空气动力学基本知识，坐标系，飞机的运动参数，操纵机构，空气动力学

系数等（2学时）；

1.2纵向气动力和气动力矩——升力、阻力、纵向力矩（2学时）；

1.3横侧向气动力和气动力矩——侧力、滚转力矩、偏航力矩、铰链力矩（2学时）；

1.4飞机的运动方程——飞机的数学模型、非线性方程与线性化（2学时）；

1.5飞机的纵向运动——纵向运动方程与线性化、纵向运动的典型模态、模态的概念与传递

函数、长短周期运动分析、定速稳定性与定载稳定性、油门杆偏转的动力学响应（2学时）；

1.6飞机的横侧向运动——横侧向运动方程与线性化、横侧向运动的典型模态与传递函数、3

种模态的近似传递函数、气动导数变化的影响（2学时），留综合习题1（飞机纵侧向典型模态分

析）；

1.7飞控系统的传感器与执行机构——介绍飞控系统所用的传感器，包括速率陀螺、角度陀

螺、高度、速度传感器、攻角与加速度传感器等；执行机构与舵回路、助力器等基本结构（2学

时）。

能力培养：掌握和了解飞行力学初步知识、飞行原理、飞行器动力学建模方法与过程、飞机

运动方程与纵侧向动力学分析、飞机纵横向基本特性与模态、飞机操纵的基本概念与操纵系统和

飞控系统主要组成、传感器与执行机构的基本原理与构成。

第二章飞机飞行性能（2学时）

内容：飞行性能——推力特性、高