西工大飞行控制系统总复习

总复习

第一章 飞行动力学

一、概念：

1、体轴系纵轴ox 在飞机对称平面内；速度轴系纵轴a ox 不一定在飞机对称平面内；稳定轴系纵轴ox 在飞机对称平面内，与体轴系纵轴ox 相差一个配平迎角0α。

2、俯仰角θ的测量轴为地轴系横轴g oy ；滚转角φ（倾斜角）的测量轴为体轴系纵轴ox ；偏航角ψ的测量轴为地轴系铅锤轴g oz 。

3、迎角α：空速向量在飞机对称平面内投影与机体纵轴ox 夹角。

以的投影在ox 轴之下为正。

4、β（侧滑角）：空速向量v 与飞机对称平面的夹角。以v 处于对称面右为正。

5、坐标系间的关系

机体轴系b S 与地轴系g S 之间的关系描述为飞机姿态角（ψφθ、、）； 速度轴系a S 与机体轴系b S 之间的关系描述为气流角（βα、）； 速度轴系a S 与地轴系g S 之间的关系描述为航迹角（χμγ、、）。 6、舵偏角符号

升降舵偏角e δ：平尾后缘下偏为正0>e δ，产生低头力矩。0a δ，产生左滚转力矩

0

方向舵偏角r δ：方向舵后缘左偏为正0>r δ，产生左偏航力矩0

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。

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。 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。 稳定性与操纵性及机动性矛盾。过稳则不易操纵，机动性差。

8、在建立飞机方程时考虑牵连运动的原因是：牛顿定律是相对惯性坐标系的，机体坐标系为动坐标系。

9、ip jq kr θ

φψΩ=++=++

表示：飞机三个姿态角变化率或绕机体轴的三个角速度分量都能合成飞机总角速度分量

Ω

。

p 、q 、r 一定正交，但φθψ

,,三者不一定正交。 10、纵向短周期运动对应大复根，周期短，频率高，衰减快的运动。

纵向长周期运动对应小复根，周期长，频率低，衰减慢的运动。称为浮沉运动或起伏运动。 11、纵向运动中

在)(t α∆过程中以短周期运动为主； 而在)(t V ∆中则是以长周期运动为主；

在)(t θ∆中，长、短周期均占很多，两种运动差不多。 12、长短周期成因

V （切向速度变化率）—是以长周期为主的，而V 与∑xa F 有关，所以长周期是反映切向力的平衡过程；

q

（俯仰角加速度）—是以短周期为主的，而q 与∑a

M

有关的，所以可以

说短周期反映的是力矩平衡的过程。

13、油门杆前推0>∆T δ，发动机推力增大，稳态时速度、迎角不变，但飞机俯仰角θ发生变化，飞机爬升。

14、要提高速度，而飞机又不爬升，应在推油门杆时，同时前推驾驶杆操纵升降舵，使升降舵下偏以减小迎角，实现平飞加速。

典型飞行控制系统工作原理

一、概念

1、飞行控制系统由三个回路组成。

舵回路为内回路改善舵机性能； 稳定回路，稳定飞机的姿态；

稳定回路加上测量飞机重心位置信号的元件以及表征飞机空间位置几何关系的运动学环节，组成外回路—制导回路。

2、阻尼器

作用：以飞机角运动作为反馈信号，稳定飞机的角速率，增大飞机运动的阻尼ξ，

0M<00L<00<00e e T δδδδδδδδ→→⎧⎪→→⎪⎨→→⎪⎪→→⎩a a r r T 升降舵偏角：平尾后缘下偏为正〉

产生纵向低头力矩副翼偏转角：右翼后缘下偏（右下左上）为正〉

产生滚转力矩方向舵偏转角：方向舵后缘向左偏为正〉产生偏航力矩N 油门杆位置：向前推杆为正〉加大油门、加大推力

抑制振荡。

组成：阻尼器由角速率陀螺，放大器和舵回路组成。反馈到助力器输入端。

3、飞机—增稳系统

作用：提高系统的固有频率ω；提高飞机静稳定性。 组成：

俯仰增稳系统：引用迎角α或过载()z n n n 反馈。 4、控制律 （1）比例式控制律

θθθδθθ L L g e +∆-∆=∆　)( 微分作用为加大阻尼。 （2）积分式控制律

()θθθδθθ L dt L g e +-=∆⎰ 5、协调转弯

a) 0=β的定常盘旋。 b) 协调转弯条件：

⎪⎪

⎭

⎪

⎪⎬⎫

∙∙∙∙∞∞∞∞00H ＝稳态侧滑角＝稳态升降速度＝常数航向稳态角速率＝常数稳态滚转角βψφ c) 协调转弯公式

φψ

tg u g = 偏航 φθφθψsin cos cos cos u

g r b =⋅= 俯仰 φφθφθψ

tg u

g

q b sin cos sin cos == d) 协调转弯为保证不掉高度及保证提供协调转弯所需的俯仰角速率，必须操纵升降舵e δ提供舵面力矩。无论飞机左转弯)0(<φ，还是右转弯（0>φ），都应操纵e δ∆向上偏，使飞机抬头。 7、自动配平

自动配平就是接通自动驾驶仪前，通过操纵调整片或安定面，使驾驶杆承

受力为零 即“卸荷”（卸去舵面铰链力矩给驾驶杆带来的力的影响），而在自动驾驶仪工作中，及时卸去铰链力矩，使驾驶杆承受的力不为零，这种作用就是自动配平。

第七章现代飞行控制技术

一、概念

1、控制增稳系统主要解决问题为：解决飞机稳定性与操纵性的矛盾；

所用方法为：在增稳系统的基础上增加一个杆力前馈通路，以增加系统的放大系数。

2、电传的引入和优势

3直接力控制

直接力控制是飞机在某些自由度不产生运动的条件下，直接通过控制面造成升力或侧力来操纵飞机机动。也称为“非常规机动”。改善飞机机动性。

4、机动载荷控制

机动载荷控制是指：利用自动控制的方法，在机动飞行时，重新分布机翼上的载荷，使其具有理想的分布特性，从而达到减小机翼结构重量及提高机动性能的作用。