先进飞行控制系统》第(11)
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
夹角。以投影在ogxg右边为正。
2021/4/22
22
图1-6 速度坐标系与地面坐标系
2021/4/22
23
2.1.2 飞机的运动参数
3)气流角：（速度轴系→体轴系）（aerodynamic angles） 迎角也叫攻角α ：空速向量V在飞机对称平面内投影与机体纵
轴ox夹角。以V的投影在轴ox之下为正。 侧滑角β ：空速向量V与飞机对称平面的夹角。以V处于对称面
Zg
X 1 0
0 X X
Y
0
cos
sin
Y1
C Y1
Z 0 sin cos Z2 Z2
2021/4/22
31
2.1.2 飞机的运动参数
X Y Z
C
C
C
X
g
Yg
Z
g
cos cos
S sin cos sin sin cos
sin cos cos sin sin
方。
2021/4/22
12
图2-2（a） 机体坐标系
2021/4/22
13
图2-2（b）机体坐标系
2021/4/22
14
3）气流坐标轴系（wind coordinate frame） 速度坐标系
• 原点Oa：取在飞机质心处，坐标系与飞机固连。 • 纵轴OXa：与飞机速度的方向一致，不一定在飞机对称
cos sin sin sin sin cos cos sin sin cos cos sin
sin
cos
sin
cos cos
2021/4/22
32
2.1.2 飞机的运动参数
机体坐标系与气流坐标系的转换
1）由机体坐标轴系Sb转动迎角α到稳定坐标系Ss；
2）再由稳定坐标系Ss转动侧滑角β到气流坐标系Sa；
2021/4/22
39
2.1.4 稳定性和操纵性概念
2）操纵性 ▪ 飞机以相应的运动，回答驾驶员操纵各操纵机构的能力
▪ 操纵性是指如何操纵飞机，易操纵的程度，操纵力如何 及飞机对操纵响应快慢，通俗地说即飞机是否好用。
▪ 操纵性与稳定性是与飞机结构参数，气动特性（控制 系统）有关的，两者之间有矛盾的一面，也有统一的一 面。
右为正。
2021/4/22
24
ya
y
x
xa
za z
2021/4/22 图1-7 气流坐标系与机体坐标系
25
2.1.2 飞机的运动参数
4）机体坐标轴系的角速度分量(angular-rate-dependent) 机体坐标轴的三个角速度分量是机体坐标轴系相对于地轴
系的转动角速度 在机体坐标轴系各轴上的投影。
控制系统是必不可少的，这也正是飞控系统设计中要考
虑的问题（用什么方法，如何分析特性等）
2021/4/22
41
2.2 作用在飞机上的力和力矩
飞机在空气中飞行时，其表面分布着空气动力及力矩： ➢ 作用于飞机质心处的合力-空气动力； ➢ 一个绕质心的合力矩-空气动力矩；
在空气动力学中，常常将总空气动力在气流坐标轴系内 分解为升力(L)、阻力(D)、侧力(Y)，总空气动力矩在机体坐 标系内分解为俯仰力矩(M)、偏航力矩(N)和滚转力矩(L)。
• 原点Ok：取在飞机质心处，坐标系与飞机固连。
• 纵轴OXk：与飞机速度的方向一致; • 立轴OZk：位于包含飞行速度V在内的铅垂面内，与OXK轴
垂直并指向下方； • 横轴OYK：垂直于XKOKZK平面指向右方。
2021/4/22
19
2.1.2 飞机的运动参数
1）姿态角：（机体轴系与地面轴系的关系）欧拉角 俯仰角θ：飞机机体轴ox与地平面间的夹角。在水平面上方为
2021/4/22
27
2.1.2 飞机的运动参数
6）6个自由度
→ 三 个 角 运 动
三 个 线 运 动
纵向二一个个线角运度动运动高航，度程HL（y 俯仰）
侧向
两个角运动
（（xz 偏滚航转））
一个线运动Y（侧偏）
2021/4/22
28
2.1.2 飞机的运动参数
坐标系间的关系：
Sg(地轴系)
（航迹倾斜角 航迹滚转角 航迹方位角）
飞机姿态角 （俯仰角、滚转角、
偏航角）
s （速度轴系） a
气流角
sb（机体轴系）
（迎角、侧滑角）
2021/4/22
29
2.1.2 飞机的运动参数
由地面坐标轴系Sg转换到机体坐标系 Sb的顺序为
Xg
X1
·
x1 cos sin 0 xg
y1
sin
cos
2021/4/22
6
2.1 坐标系、运动参数与操纵机构
2.1.1 坐标系
Байду номын сангаас
▪ 为了确切描述飞机运动，建立飞机模型，应选择合适的坐 标系
▪ 目前国内普遍使用的有两种坐标系体系：苏联和欧美坐 标系，我们选取的张明廉教材采用欧美坐标系。
▪ 飞机的对称面为xoz平面。 ▪ 三轴方向符合右手定则
2021/4/22
传统机械按键结构层图：
按键
PCBA
开关键
传统机械按键设计要点：
1.合理的选择按键的类型，尽量选择 平头类的按键，以防按键下陷。
2.开关按键和塑胶按键设计间隙建议 留0.05~0.1mm，以防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计算累积公 差，以防按键手感不良。
2.1.3 操纵机构
驾驶员通过驾驶杆、脚蹬和操纵杆系操纵舵面
正。陀螺测量轴→水平轴oyg 滚转角φ：飞机机体轴oz与包含机体轴ox的铅垂面间的夹角。
飞机向右倾斜时为正。测量轴→纵轴 ox 偏航角ψ ：飞机机体轴ox在地平面上的投影与地轴系中oxg间的
夹角，机头右偏航为正。测量轴→铅垂轴ozg
2021/4/22
20
X
2021/4/22
Xg
Z
Y
Yg
Og
Zg
图2-5 飞机的姿态角 21
驾驶杆位移e
:
前推驾驶杆e〉0 左倾驾驶杆e〉0
e a
0 0
M 0低头 L 0左滚
脚蹬位移r : 左脚蹬向前r〉0 r 0 N 0左偏
2021/4/22
37
2.1.3 操纵机构
操纵机构与运动参数间调整关系：
e
H
V
a
Y
r
Y
T
H
V
2021/4/22
38
2.1.4 稳定性和操纵性概念
• 立轴OgZg：垂直地面指向地心，坐标OgZg表示飞行高度
2021/4/22
10
xg
og
yg
zg
2021/4/22
图2-1 地面坐标系
11
2）机体轴系（体轴系） Sb-oxyz
• 原点o：在飞机质心处，坐标系与飞机固连。 • 纵轴ox：在飞机对称平面内，与飞机设计轴线平行，指
向前方（机头）。 • 横轴oy：垂直飞机对称平面指向右方。 • 立轴oz：在飞机对称平面内，且垂直于ox轴指向机身下
升降舵偏角e：平尾后缘下偏为正 e〉0 M<0 副翼偏转角a：右翼后缘下偏（右下左上）为正 a〉0 L<0 方向舵偏转角r：方向舵后缘向左偏为正 r〉0 N<0 油门杆位置T：向前推油门杆为正 T〉0 加大油门、推力
2021/4/22
35
1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的开关按键来实现功 能的一种设计方式。
▪ 飞机的飞行运动可分为基准运动和扰动运动。 ▪ 基准运动（未扰运动）：指各运动参数完全按预定的规
律变化。 ▪ 扰动运动：指由于受外干扰作用而偏离基准运动的运动 1）稳定性 ▪ 动稳定性：扰动停止后，飞机能从扰动运动恢复到基准
运动。 ▪ 静稳定性：扰动停止的最初瞬间，运动参数变化的趋势
▪ 因为解算动稳定性比较复杂，所以提出静稳定性。
7
2.1.1 坐标系
▪ 研究飞机相对地面位置→用地面坐标系 ▪ 研究飞机转动（或状态变化）→用机体坐标系 ▪ 研究飞机轨迹运动→可采用速度坐标系 ▪ 建立侧向运动方程采用稳定坐标系 ▪ 另外，还有航迹坐标系
2021/4/22
8
2.1.1 坐标系
假设条件：
✓ 忽略地球曲率； ✓ 认为地面坐标轴系为惯性坐标系； ✓ 飞机具有对称平面
0
y
g
Yg z1 0
0 1 zg
Y1
2021/4/22
30
2.1.2 飞机的运动参数
X1 cos
Y1
sin
Z1 0
sin cos
0
0 0 1
X
g
Yg
Z
g
C
X
g
Yg
Z
g
X cos
Y1
0
0 1
sin
0
YX11
C
YX11
Z2 sin 0 cos Zg
平面内。 • 立轴OZa：在飞机对称平面内且垂直于OXa轴指向机腹 • 横轴OYa：垂直于XaOaZa平面指向右方。
2021/4/22
15
Ya
Za
Xa
图2-3 气流坐标系（速度坐标系）
2021/4/22
16
4）稳定坐标系(stabiltycoordinate frame)
• 原点os： 取在飞机质心处，坐标系与飞机固连。 • 纵轴oxs：与稳定状态下（基准运动的质心）的 速度
2.1.2 飞机的运动参数
2)航迹角（flight-path angles)速度轴与地轴系之间的夹角 航迹倾斜角γ ：空速向量V与地平面间的夹角 ，以飞机向上飞
为正。 航迹滚转角μ ：速度轴oza与包含速度轴oxa的铅垂面间的夹角，
以飞机右倾为正。
航迹方位角 ：空速向量V在地平面内的投影与地轴ogxg间的
▪ 滚转角速度p：与机体轴OX重合一致； ▪ 俯仰角速度q：与机体轴OY重合一致； ▪ 偏航角速度r：与机体轴OZ重合一致；
2021/4/22
26
2.1.2 飞机的运动参数
5）机体坐标轴系的速度分量 机体坐标轴的三个速度分量是飞行速度V在机体坐标轴系各 轴上的投影。 ▪ u：与机体轴OX重合一致； ▪ v：与机体轴OY重合一致； ▪ w：与机体轴OZ重合一致；
2021/4/22
9
1）地面坐标系（地轴系）Sg -ogxgygzg
地面坐标系与视作平面的地球表面相固联。
• 原点Og：地面上某点，如飞机起飞点； • 纵轴OgXg：在地平面内并指向应飞航向，坐标OgXg 表示
航程。
• 横轴OgYg：也在地平面内并与纵轴垂直，向右为正，坐 标OgYg表示侧向偏离。
2021/4/22
42
2.2.1 基本概念
（1）伯努利方程 （适用于低速流）
▪
p 1 V 2 C （常数）
▪
2
▪ 含义：静压p与动压之和沿流管不变。
▪ 静压：这一点以上的空气的单位面积上的重量。
P RT, R 287J /(kg K)
▪ ▪
动 意压义：：单在位同体一积流空管气中流，动流的速动大能的。地方静压P1小 ，12 流V速2 小的地方
先进飞行控制系统
第二节课(20121019)
2021/4/22
1
复习第一节课内容
飞机的组成
飞机具有机身、机翼、动力装置、起落架和稳定操纵机 构等几个主要部分组成。机身是飞机的躯体，它将机翼、尾 翼、动力装置、起落架等部件连成一个整体，构成飞机。
2021/4/22
2
复习第一节课内容
2021/4/22
3
复习第一节课内容
➢ 自动飞行控制系统
敏感元件 敏感元件 敏感元件
飞控系统的控制器
放大计 算装置
执行 机构
2021/4/22
飞机
舵面
4
复习第一节课内容
自动飞行控制系统回路
控制回路
重心位置 测量元件
放大计 算装置
－
稳定回路
舵回路 放大器
－
舵机
反馈元件
舵面 飞机
敏感元件
运动学 环节
2021/4/22
参见书P12（先α再β）
cos cos S cos sin
sin
sin cos
0
sin cos
sin
sin
cos
2021/4/22
33
2.1.2 飞机的运动参数
X Xs
α·
α α
α
Z
Zs
2021/4/22
Xs Xa
·
Ys
Ya
34
2.1.3 操纵机构
被控量：三个姿态角、高度、速度及侧偏距 利用升降舵、副翼、方向舵、油门杆来控制
5
第二章 飞行器数学模型及其自然特性
飞控系统的核心问题是研究由控制系统和飞机组成的 闭合回路的静、动特性，为此必须建立控制系统和飞机的 数学模型。本章概括介绍飞机全量六自由度方程及线性化 方程，并将其分解为纵向运动方程与侧向运动方程。最后 分别对纵向运动、侧向运动特性进行分析讨论。在此之前 为了明确飞机与控制器之间的作用关系，有必要介绍飞机 的运动参数及操纵系统等。
向量一致相重合（与机体坐标ox相差一个 等速平飞时的迎角或称基准运动的迎角） • 立轴ozs：在对称平面内与oxs垂直，指向机腹为正。 • 横轴oys：与机体轴oy重合，指向右翼为正。
2021/4/22
17
Xb
V 0
Xs
Ys
Yb
图2-4 稳定坐标系
2021/4/22
18
5）航迹坐标系（path coordinate frame)
▪ 衡量操纵性指标为CAP（Control Anticipation Parameter ）
2021/4/22
40
2.1.4 稳定性和操纵性概念
3）机动性
▪ 指在一定时间内，飞机改变速度大小，方向和在空间位 置的能力。
▪
上述三性中，过份强调一性，定会影响其他特性，
为保证三性均好，除飞机设计中采取必要措施外，增加
2021/4/22
22
图1-6 速度坐标系与地面坐标系
2021/4/22
23
2.1.2 飞机的运动参数
3)气流角：（速度轴系→体轴系）（aerodynamic angles） 迎角也叫攻角α ：空速向量V在飞机对称平面内投影与机体纵
轴ox夹角。以V的投影在轴ox之下为正。 侧滑角β ：空速向量V与飞机对称平面的夹角。以V处于对称面
Zg
X 1 0
0 X X
Y
0
cos
sin
Y1
C Y1
Z 0 sin cos Z2 Z2
2021/4/22
31
2.1.2 飞机的运动参数
X Y Z
C
C
C
X
g
Yg
Z
g
cos cos
S sin cos sin sin cos
sin cos cos sin sin
方。
2021/4/22
12
图2-2（a） 机体坐标系
2021/4/22
13
图2-2（b）机体坐标系
2021/4/22
14
3）气流坐标轴系（wind coordinate frame） 速度坐标系
• 原点Oa：取在飞机质心处，坐标系与飞机固连。 • 纵轴OXa：与飞机速度的方向一致，不一定在飞机对称
cos sin sin sin sin cos cos sin sin cos cos sin
sin
cos
sin
cos cos
2021/4/22
32
2.1.2 飞机的运动参数
机体坐标系与气流坐标系的转换
1）由机体坐标轴系Sb转动迎角α到稳定坐标系Ss；
2）再由稳定坐标系Ss转动侧滑角β到气流坐标系Sa；
2021/4/22
39
2.1.4 稳定性和操纵性概念
2）操纵性 ▪ 飞机以相应的运动，回答驾驶员操纵各操纵机构的能力
▪ 操纵性是指如何操纵飞机，易操纵的程度，操纵力如何 及飞机对操纵响应快慢，通俗地说即飞机是否好用。
▪ 操纵性与稳定性是与飞机结构参数，气动特性（控制 系统）有关的，两者之间有矛盾的一面，也有统一的一 面。
右为正。
2021/4/22
24
ya
y
x
xa
za z
2021/4/22 图1-7 气流坐标系与机体坐标系
25
2.1.2 飞机的运动参数
4）机体坐标轴系的角速度分量(angular-rate-dependent) 机体坐标轴的三个角速度分量是机体坐标轴系相对于地轴
系的转动角速度 在机体坐标轴系各轴上的投影。
控制系统是必不可少的，这也正是飞控系统设计中要考
虑的问题（用什么方法，如何分析特性等）
2021/4/22
41
2.2 作用在飞机上的力和力矩
飞机在空气中飞行时，其表面分布着空气动力及力矩： ➢ 作用于飞机质心处的合力-空气动力； ➢ 一个绕质心的合力矩-空气动力矩；
在空气动力学中，常常将总空气动力在气流坐标轴系内 分解为升力(L)、阻力(D)、侧力(Y)，总空气动力矩在机体坐 标系内分解为俯仰力矩(M)、偏航力矩(N)和滚转力矩(L)。
• 原点Ok：取在飞机质心处，坐标系与飞机固连。
• 纵轴OXk：与飞机速度的方向一致; • 立轴OZk：位于包含飞行速度V在内的铅垂面内，与OXK轴
垂直并指向下方； • 横轴OYK：垂直于XKOKZK平面指向右方。
2021/4/22
19
2.1.2 飞机的运动参数
1）姿态角：（机体轴系与地面轴系的关系）欧拉角 俯仰角θ：飞机机体轴ox与地平面间的夹角。在水平面上方为
2021/4/22
27
2.1.2 飞机的运动参数
6）6个自由度
→ 三 个 角 运 动
三 个 线 运 动
纵向二一个个线角运度动运动高航，度程HL（y 俯仰）
侧向
两个角运动
（（xz 偏滚航转））
一个线运动Y（侧偏）
2021/4/22
28
2.1.2 飞机的运动参数
坐标系间的关系：
Sg(地轴系)
（航迹倾斜角 航迹滚转角 航迹方位角）
飞机姿态角 （俯仰角、滚转角、
偏航角）
s （速度轴系） a
气流角
sb（机体轴系）
（迎角、侧滑角）
2021/4/22
29
2.1.2 飞机的运动参数
由地面坐标轴系Sg转换到机体坐标系 Sb的顺序为
Xg
X1
·
x1 cos sin 0 xg
y1
sin
cos
2021/4/22
6
2.1 坐标系、运动参数与操纵机构
2.1.1 坐标系
Байду номын сангаас
▪ 为了确切描述飞机运动，建立飞机模型，应选择合适的坐 标系
▪ 目前国内普遍使用的有两种坐标系体系：苏联和欧美坐 标系，我们选取的张明廉教材采用欧美坐标系。
▪ 飞机的对称面为xoz平面。 ▪ 三轴方向符合右手定则
2021/4/22
传统机械按键结构层图：
按键
PCBA
开关键
传统机械按键设计要点：
1.合理的选择按键的类型，尽量选择 平头类的按键，以防按键下陷。
2.开关按键和塑胶按键设计间隙建议 留0.05~0.1mm，以防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计算累积公 差，以防按键手感不良。
2.1.3 操纵机构
驾驶员通过驾驶杆、脚蹬和操纵杆系操纵舵面
正。陀螺测量轴→水平轴oyg 滚转角φ：飞机机体轴oz与包含机体轴ox的铅垂面间的夹角。
飞机向右倾斜时为正。测量轴→纵轴 ox 偏航角ψ ：飞机机体轴ox在地平面上的投影与地轴系中oxg间的
夹角，机头右偏航为正。测量轴→铅垂轴ozg
2021/4/22
20
X
2021/4/22
Xg
Z
Y
Yg
Og
Zg
图2-5 飞机的姿态角 21
驾驶杆位移e
:
前推驾驶杆e〉0 左倾驾驶杆e〉0
e a
0 0
M 0低头 L 0左滚
脚蹬位移r : 左脚蹬向前r〉0 r 0 N 0左偏
2021/4/22
37
2.1.3 操纵机构
操纵机构与运动参数间调整关系：
e
H
V
a
Y
r
Y
T
H
V
2021/4/22
38
2.1.4 稳定性和操纵性概念
• 立轴OgZg：垂直地面指向地心，坐标OgZg表示飞行高度
2021/4/22
10
xg
og
yg
zg
2021/4/22
图2-1 地面坐标系
11
2）机体轴系（体轴系） Sb-oxyz
• 原点o：在飞机质心处，坐标系与飞机固连。 • 纵轴ox：在飞机对称平面内，与飞机设计轴线平行，指
向前方（机头）。 • 横轴oy：垂直飞机对称平面指向右方。 • 立轴oz：在飞机对称平面内，且垂直于ox轴指向机身下
升降舵偏角e：平尾后缘下偏为正 e〉0 M<0 副翼偏转角a：右翼后缘下偏（右下左上）为正 a〉0 L<0 方向舵偏转角r：方向舵后缘向左偏为正 r〉0 N<0 油门杆位置T：向前推油门杆为正 T〉0 加大油门、推力
2021/4/22
35
1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的开关按键来实现功 能的一种设计方式。
▪ 飞机的飞行运动可分为基准运动和扰动运动。 ▪ 基准运动（未扰运动）：指各运动参数完全按预定的规
律变化。 ▪ 扰动运动：指由于受外干扰作用而偏离基准运动的运动 1）稳定性 ▪ 动稳定性：扰动停止后，飞机能从扰动运动恢复到基准
运动。 ▪ 静稳定性：扰动停止的最初瞬间，运动参数变化的趋势
▪ 因为解算动稳定性比较复杂，所以提出静稳定性。
7
2.1.1 坐标系
▪ 研究飞机相对地面位置→用地面坐标系 ▪ 研究飞机转动（或状态变化）→用机体坐标系 ▪ 研究飞机轨迹运动→可采用速度坐标系 ▪ 建立侧向运动方程采用稳定坐标系 ▪ 另外，还有航迹坐标系
2021/4/22
8
2.1.1 坐标系
假设条件：
✓ 忽略地球曲率； ✓ 认为地面坐标轴系为惯性坐标系； ✓ 飞机具有对称平面
0
y
g
Yg z1 0
0 1 zg
Y1
2021/4/22
30
2.1.2 飞机的运动参数
X1 cos
Y1
sin
Z1 0
sin cos
0
0 0 1
X
g
Yg
Z
g
C
X
g
Yg
Z
g
X cos
Y1
0
0 1
sin
0
YX11
C
YX11
Z2 sin 0 cos Zg
平面内。 • 立轴OZa：在飞机对称平面内且垂直于OXa轴指向机腹 • 横轴OYa：垂直于XaOaZa平面指向右方。
2021/4/22
15
Ya
Za
Xa
图2-3 气流坐标系（速度坐标系）
2021/4/22
16
4）稳定坐标系(stabiltycoordinate frame)
• 原点os： 取在飞机质心处，坐标系与飞机固连。 • 纵轴oxs：与稳定状态下（基准运动的质心）的 速度
2.1.2 飞机的运动参数
2)航迹角（flight-path angles)速度轴与地轴系之间的夹角 航迹倾斜角γ ：空速向量V与地平面间的夹角 ，以飞机向上飞
为正。 航迹滚转角μ ：速度轴oza与包含速度轴oxa的铅垂面间的夹角，
以飞机右倾为正。
航迹方位角 ：空速向量V在地平面内的投影与地轴ogxg间的
▪ 滚转角速度p：与机体轴OX重合一致； ▪ 俯仰角速度q：与机体轴OY重合一致； ▪ 偏航角速度r：与机体轴OZ重合一致；
2021/4/22
26
2.1.2 飞机的运动参数
5）机体坐标轴系的速度分量 机体坐标轴的三个速度分量是飞行速度V在机体坐标轴系各 轴上的投影。 ▪ u：与机体轴OX重合一致； ▪ v：与机体轴OY重合一致； ▪ w：与机体轴OZ重合一致；
2021/4/22
9
1）地面坐标系（地轴系）Sg -ogxgygzg
地面坐标系与视作平面的地球表面相固联。
• 原点Og：地面上某点，如飞机起飞点； • 纵轴OgXg：在地平面内并指向应飞航向，坐标OgXg 表示
航程。
• 横轴OgYg：也在地平面内并与纵轴垂直，向右为正，坐 标OgYg表示侧向偏离。
2021/4/22
42
2.2.1 基本概念
（1）伯努利方程 （适用于低速流）
▪
p 1 V 2 C （常数）
▪
2
▪ 含义：静压p与动压之和沿流管不变。
▪ 静压：这一点以上的空气的单位面积上的重量。
P RT, R 287J /(kg K)
▪ ▪
动 意压义：：单在位同体一积流空管气中流，动流的速动大能的。地方静压P1小 ，12 流V速2 小的地方
先进飞行控制系统
第二节课(20121019)
2021/4/22
1
复习第一节课内容
飞机的组成
飞机具有机身、机翼、动力装置、起落架和稳定操纵机 构等几个主要部分组成。机身是飞机的躯体，它将机翼、尾 翼、动力装置、起落架等部件连成一个整体，构成飞机。
2021/4/22
2
复习第一节课内容
2021/4/22
3
复习第一节课内容
➢ 自动飞行控制系统
敏感元件 敏感元件 敏感元件
飞控系统的控制器
放大计 算装置
执行 机构
2021/4/22
飞机
舵面
4
复习第一节课内容
自动飞行控制系统回路
控制回路
重心位置 测量元件
放大计 算装置
－
稳定回路
舵回路 放大器
－
舵机
反馈元件
舵面 飞机
敏感元件
运动学 环节
2021/4/22
参见书P12（先α再β）
cos cos S cos sin
sin
sin cos
0
sin cos
sin
sin
cos
2021/4/22
33
2.1.2 飞机的运动参数
X Xs
α·
α α
α
Z
Zs
2021/4/22
Xs Xa
·
Ys
Ya
34
2.1.3 操纵机构
被控量：三个姿态角、高度、速度及侧偏距 利用升降舵、副翼、方向舵、油门杆来控制
5
第二章 飞行器数学模型及其自然特性
飞控系统的核心问题是研究由控制系统和飞机组成的 闭合回路的静、动特性，为此必须建立控制系统和飞机的 数学模型。本章概括介绍飞机全量六自由度方程及线性化 方程，并将其分解为纵向运动方程与侧向运动方程。最后 分别对纵向运动、侧向运动特性进行分析讨论。在此之前 为了明确飞机与控制器之间的作用关系，有必要介绍飞机 的运动参数及操纵系统等。
向量一致相重合（与机体坐标ox相差一个 等速平飞时的迎角或称基准运动的迎角） • 立轴ozs：在对称平面内与oxs垂直，指向机腹为正。 • 横轴oys：与机体轴oy重合，指向右翼为正。
2021/4/22
17
Xb
V 0
Xs
Ys
Yb
图2-4 稳定坐标系
2021/4/22
18
5）航迹坐标系（path coordinate frame)
▪ 衡量操纵性指标为CAP（Control Anticipation Parameter ）
2021/4/22
40
2.1.4 稳定性和操纵性概念
3）机动性
▪ 指在一定时间内，飞机改变速度大小，方向和在空间位 置的能力。
▪
上述三性中，过份强调一性，定会影响其他特性，
为保证三性均好，除飞机设计中采取必要措施外，增加