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03第3章 自动飞行控制系统
AP有三套控制回路即通道(Channel)：
控制升降舵的回路，称为俯仰通道； 控制副翼的回路，称为横滚通道； 控制方向舵的回路，称为航向通道。
有的飞机上AP只控制副翼和升降舵，而方向舵由偏航阻 尼器控制。
2.AP的工作原理
自动驾驶仪
测量元 件 信号处理 元件 放大元 件 执行元 件 升降舵
2018年03月
第3章 自动飞行控制系统
自动飞行控制系统
中国民航大学 空管学院
一、概述
现代运输飞机安装自动飞行控制（AFCS）的目的：为了减轻 驾驶员的体力和精力，提高飞机飞行精度，保证飞行安全， 高质量地完成各项任务。 自动飞行控制系统 可在飞机除起飞外的离 场、爬升、巡航、下降 和进近着陆的整个飞行 阶段中使用。
三 第十六章 自动飞行控制系统
4.A/T的工作方式
（1）推力方式（EPR/N1/THR） TMC根据人工选择的推力或自动飞行时FMC(或FCC)计算的推力 和发动机的实际推力相比较，计算出他们的差值，再根据飞机 当前的高度、速度、大气温度、姿态等，计算出要维持选择的 N1(EPR)值所需油门位置的信号。 当需要推力来保持飞机 的飞行剖面或者飞行速 度时，自动油门处在推 力方式
3.自动推力的接通与断开
（1）自动推力的接通
油门杆处于A/THR 工作范围内（包括慢车位）时，按压FCU
上的A/THR 按钮，就可以起动自动推力。
油门杆位置决定可由A/T系统指令的最大推力。
（2）自动推力的断开
* 标准断开
－按下油门杆上的自然断开按钮，或
－两个油门杆放在慢车卡位。 * 非标准断开
二、自动驾驶（AP）
1.自动驾驶仪的基本功能
在飞行中代替飞行员控制飞机舵面，以使飞机稳定在某一状态 或操纵飞机从一种状态进入另一种状态。可实现飞机的： （1）自动保持飞机沿三个轴的稳定； （2）接收驾驶员的输入指令，操纵飞机以达到希望的俯仰角、 航向、空速或升降速度等； （3）接收驾驶员的设定，控制飞机按预定高度、预定航向飞 行； （4）与飞行管理计算机耦合，实现按预定飞行轨迹飞行； （5）与仪表着陆系统（ILS）耦合，实现飞机的自动着陆
自动飞行控制系统PPT课件
远前方的大。若迎面气流速度逐渐增大，则翼面上流速的最大值也会增大，该处的温度则要降低，因而音
速也降低。当迎面气流的速度达到某一值时,翼面上最大速度处的流速等于当地音速，此时我们把远前方的
迎面气流速度 与远前方的空气音速
M
之
cr
比 ，定义为该机的临界马赫数
。
a
18
V
第18页/共92页
Mcr
第二节 空气动力学的基本知识
路；其作用是稳定与控制飞机姿态。 • 控制（制导）回路：由稳定回路加上飞机轨迹反馈元件、放大计算装置组成飞机轨迹自动驾驶仪，并与飞
机形成的回路；其作用是稳定与控制飞机轨迹。
8
第8页/共92页
第一章 飞行原理
• 飞机控制系统的核心问题是研究由控制系统和飞行器组成的闭合回路的静、动态性能，为此必须建立控制 系统和飞行器的数学模型，其形式可以是微分方程、传递函数或状态空间表达式等。
4
第4页/共92页
第一节 飞行器的自动飞行
二、控制面 1、控制飞行器的目的是改变飞行器的姿态或空间位置，并在受干扰情况下保持飞行器的
姿态或位置。因而必须对飞行器施加力和(或)力矩，飞行器则按牛顿力学定律产生运动。 2、作用于飞行器而与控制有关的力和力矩主要是偏转控制面（即操纵面）产生的空气动
力和力矩。一般飞机有三个控制面：升降舵、方向舵和副翼。 3、由于航空技术的发展，仅靠改善飞机的气动布局和发动机的性能难以达到对飞机性能
V a
19
Vmax a
第19页/共92页
第二节 空气动力学的基本知识
• 飞机飞行速度的范围划分如下：
• 飞行马赫数 为飞行速度与远前方空气音速之比，
时为低速飞行；
为亚音速飞行；
【空客A320培训PPT课件】自动飞行概述
MENU 系统概述
6/25
MCDU 1
Flight Control Unit
MCDU 2
导航信息 性能信息 ADIRS & GPS 时钟
无线电导航
自动飞行
FMGCs
FMGC 向 下 列 系 统 提 供 输 出 信息：
自动驾驶系统——用于俯仰 ，横滚和偏航控制
自动推力系统——用于推力 控制
EFIS（电子飞行仪表装置
MENU 系统概述
3/25
A320系列飞机自动飞行系统的计算和处理 功能由两台飞行管理制导计算机（FMGC）完 成。
这两台计算机是相同的，在正常情况下一起 工作。出于训练目的，我们将把这两部FMGC 作为一个整体集中讨论。
FMGC1 COMFPMUGTACTsIONFMGC2 &
PROCESSING
无线电导航信息。
FMGCs
MENU 系统概述
5/25
MCDU 1
Flight Control Unit INPUT DEVICES
MCDU 2
导航信息 性能信息 ADIRS & GPS 时钟
无线电导航
自动飞行
FMGCs
飞行员通过使用以下组件向FMGC输入 信息：
两个多功能控制和显示组件（MCDU） ， 一个单一的飞行控制组件（FCU）。
AP2
FD2
MENU 系统概述
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MCDU 1
Flight Control Unit
MCDU 2
FMGC1
FD1
AP1
自动飞行
FMGC2
AP2
FD2
MENU 系统概述
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MCDU 1
《民航飞机自动飞行控制系统》教学课件—06飞行指引仪系统
飞行指引仪系统第六章目 录CONTENTS 1飞行指引仪系统的组成3飞行姿态指引系统的使用飞行姿态指引系统的工作原理2飞行指引仪系统的组成第1节1 飞行指引仪系统的组成Ø不同型号的飞行指引仪系统组成略有不同。
通常，飞行指引仪系统由飞行指引计算机、姿态指引指示器、指引放大器、方式控制板、飞行方式通告牌等部件组成。
1.1 飞行指引计算机Ø飞行指引计算机（Flight Director Computer，FDC）是飞行姿态指引仪的核心部件。
它为姿态指引仪提供飞机的俯仰和横侧指令、故障旗收放指令和飞行指引通告牌指示。
Ø在某些飞机上，飞行指引计算机是单独的；在另一些飞机上，飞行指引计算机是与自动驾驶仪的计算机合为一体的，称为飞行控制计算机。
Ø姿态指引指示器是飞机姿态指示与飞机姿态指引的综合指示器。
为了便于驾驶员观察飞机上其他设备的指示，指示器内也综合有其他信息显示，如无线电高度表的指示、仪表着陆系统的指示等。
Ø飞行姿态指引指示器目前使用的有 3 种：ü机电式姿态指引指示器 ADI；ü电子姿态指引指示器 EADI：ü主飞行显示器。
带十字形和带八字形指引杆的姿态指引仪的指引信号Ø飞行指引的控制板用于驾驶员接通/断开飞行指引系统以及选择飞行指引的方式。
不同型号的飞行指引仪，其控制板也不同。
但总体来说，都具有飞行指引仪接通/断开电门和飞行指引仪方式选择电门。
Ø AP 接通电门（AP ENG）ü按下，如果接通的条件满足，就可以接通 AP；再按，断开 AP。
ØFD 接通电门（FD）ü按下，如果接通的条件满足，就可以接通 FD。
再按，断开 FD。
ØFD 的方式选择钮ü按下某一按钮，选择 FD 的指引方式。
不同的飞行指引仪其指引方式不同。
总体来说，将指引方式分为两大类，其中的一大类用于俯仰姿态的指引，另外一大类用于飞机横滚姿态的指引。
第七章 自动飞行控制系统的组成和原理
➢ 飞行控制计算机指令的计算和自动驾驶仪、飞行指引仪信号的分离情况以及 自动驾驶仪、飞行指引仪的联合使用与分开使用的情况如图7.1所示。
7.1 飞行控制计算机的自动驾驶仪指令和飞行 指引仪指令及作用
➢ 从图7.1可以看出，在自动飞行控制系统中，如果自动驾驶仪和飞行指引仪都处于接 通状态，且自动驾驶仪正在正确地控制飞机，则飞机指引仪的指引杆就应该处于中心 位置。所以，在自动驾驶仪和飞行指引仪都接通的情况下，飞行员通过观察指令杆的 移动及驾驶仪的运动方向可以监控自动驾驶仪工作是否正常。如果自动驾驶仪没有接 通，而只接通了飞行指引仪，飞行员就可以跟随指令杆的指令人工操纵飞机。
➢ 由于以上的原因，再加上计算机技术和电子技术的发展，以及飞机自动化程 度的提高，目前，大多数大中型飞机上，自动驾驶仪系统和飞行指引仪系统 共用一个计算机。
➢ 该计算机根据机组选择的工作方式和设定的目标轨迹，统一计算自动驾驶仪 的输出指令和飞行指引仪的输出指令，并将自动驾驶仪的输出指令输送到自 动驾驶仪伺服系统，驱动飞机操纵面的偏转实现对飞机姿态的控制；将飞行 指引仪的输出指令输送到姿态指引指示器用于驱动指令杆。
图7.4 AFCS 的控制组件在驾驶舱内的安装位置
7.2.2 AFCS的主要显示组件安装位置
➢ 自动飞行控制系统的主要显示组件有机长和副驾驶仪表板上的显示器，机长 和副驾驶仪表板上的自动飞行状态通告牌（ASA），机长和副驾驶仪表板上的 自动着陆警告灯，以及机长仪表板上的安定面失去配平警告灯。如图7.5式所 示。
➢ 自动驾驶仪输出的指令用于驱动自动驾驶仪某一个通道的舵机，进而控制飞 机的某一套舵面，从而改变飞机姿态或航向，在姿态或航向改变后，在飞机 空气动力学的作用下，飞机向目标轨迹运动，并最终稳定在目标轨迹上。
《自动飞行控制系统》说课PPT
Title in here
飞行的稳定性与安全性的要求
主要内容
1 课程性质与目标
12
课程设计
3 教学内容与方法
4
教学对象分析
5
教学条件
6
课程改革
一、课程性质与目标
1、课程性质
A B C
D
课程类型 课程编码
课程设置及教学计划进程表
教学时数
学期/教学周数/周学时数
考核方式
课程名称
一
二
三
四
五
六
总学 课堂 课内实
方式控制板 自动油门系统 自动着陆系统：原理和分类、操作方式、进近、下滑道、着陆、复飞、系统检测和
故障状况
ME-TA AV 等级 等级
1
—
—
3
—
3
—
3
—
3
—
3
—
3
—
3
—
3
—
3
内容处理：
在原教学内容基础上增加第 一章内容“自动控制理论基 础”。
第二章内容为回顾先修课程 《空气动力学基础与飞行原 理》的知识点，不做详细讲 解。
11.4.10
M11. 涡轮发动机飞机的结构和系统 内容
自动飞行（ATA22） 自动飞行系统布局和基础理论（系统布局、工作原理和相关术语）
自动驾驶：指令信号的处理 工作方式：横滚、俯仰和偏航
飞行指引系统 偏航阻尼器的作用与原理
直升机自动增稳系统 自动配平：马赫配平、自动驾驶仪配平、速度配平、迎角配平等
教材
1.高职高专教材和行业培训 教材合理搭配，适应本专业 人才培养需要； 2.积极与企业合作开发符合 民航机务维修培训标准的高 职高专教材。
飞行的稳定性与安全性的要求
主要内容
1 课程性质与目标
12
课程设计
3 教学内容与方法
4
教学对象分析
5
教学条件
6
课程改革
一、课程性质与目标
1、课程性质
A B C
D
课程类型 课程编码
课程设置及教学计划进程表
教学时数
学期/教学周数/周学时数
考核方式
课程名称
一
二
三
四
五
六
总学 课堂 课内实
方式控制板 自动油门系统 自动着陆系统：原理和分类、操作方式、进近、下滑道、着陆、复飞、系统检测和
故障状况
ME-TA AV 等级 等级
1
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3
—
3
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3
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3
—
3
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3
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3
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3
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3
内容处理：
在原教学内容基础上增加第 一章内容“自动控制理论基 础”。
第二章内容为回顾先修课程 《空气动力学基础与飞行原 理》的知识点，不做详细讲 解。
11.4.10
M11. 涡轮发动机飞机的结构和系统 内容
自动飞行（ATA22） 自动飞行系统布局和基础理论（系统布局、工作原理和相关术语）
自动驾驶：指令信号的处理 工作方式：横滚、俯仰和偏航
飞行指引系统 偏航阻尼器的作用与原理
直升机自动增稳系统 自动配平：马赫配平、自动驾驶仪配平、速度配平、迎角配平等
教材
1.高职高专教材和行业培训 教材合理搭配，适应本专业 人才培养需要； 2.积极与企业合作开发符合 民航机务维修培训标准的高 职高专教材。
自动飞行控制系统介绍
2、人工操纵过程
陀螺地平 仪
眼睛
大脑
胳膊 手
驾驶杆
升降舵
驾驶员
飞机
3
航空自动化学院
第一节 飞行器的自动飞行
3、自动驾驶过程
自动驾驶仪
敏感元件
放大计算 装置
执行机构
升降舵
4
飞机
航空自动化学院
第一节 飞行器的自动飞行
4、飞行控制： 人工操纵 自动控制：自动控制是指在没有人直接参与的条件下由控 制系统自动控制飞行器（这里主要是指飞机和导弹）的飞 行。这种控制系统成为飞行自动控制系统。 自动控制的基本原理就是自动控制理论中最重要、最本质 的“反馈控制”原理。 5、自动飞行控制系统的作用 对飞行器进行稳定 引导/制导飞行器：把飞行器按照一定的方式引导或制导到 一定的位置 改善飞行器的静、动态性能
14
航空自动化学院
第二节 空气动力学的基本知识
也可以写成微分形式：
d
dV dA 0 V A
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在飞行速度不大的情况下，绕飞行器流动的流场各 点流速差异不大，温度、压强变化很小，因而密度 变化也很小，可以认为空气是不可压缩的流体， =常数。于是连续方程可以简化为： VA 常数 此时表明，流管截面积大的地方流速小，流管截面 积小的地方流速大。
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航空自动化学院
第一章 飞行原理
飞机控制系统的核心问题是研究由控制系统和飞行 器组成的闭合回路的静、动态性能，为此必须建立 控制系统和飞行器的数学模型，其形式可以是微分 方程、传递函数或状态空间表达式等。 飞行原理是研究飞行器运动规律的学科，属于应用 力学范畴。本章主要讨论在大气中飞行的有固定翼 飞机的运动特性，并简要介绍有关空气动力学的基 本知识。
《民航飞机自动飞行控制系统》教学课件—09自动油门系统
自动油门系统第九章目 录CONTENTS 1飞行速度的控制方案2自动油门系统概述4自动油门系统的接口5自动油门系统的接口自动油门系统的组成和在飞机上的安装位置36自动油门系统的控制、显示和使用飞行速度的控制方案第1节Ø自动驾驶仪控制飞机速度的方法是将速度误差信号和速度给定信号引入自动驾驶仪的俯仰通道，通过操纵升降舵来改变飞机的俯仰姿态，从而改变飞机的飞行速度。
自动驾驶仪控制飞机速度的原理Ø将速度误差信号和速度给定信号引入自动油门控制系统，通过控制发动机油门的方法实现对飞行速度的控制。
Ø由于飞机纵向运动中飞行速度和俯仰姿态角之间存在着气动耦合，当增加推力时，不仅会直接引起飞行速度的增加，而且还会引起俯仰角（航迹角）的增大，俯仰角增大又会导致飞行速度下降。
因此要改变飞行速度必须保持俯仰角。
Ø所以，通常自动油门系统必须与自动驾驶仪（姿态保持功能）配合使用才能达到速度控制的目的。
1.3 交叉耦合控制飞机速度的方法Ø交叉耦合控制飞机速度的方法是在对速度进行控制的同时，还要对飞机的俯仰运动参数进行控制或保持。
交叉耦合控制飞机速度的原理自动油门系统概述第2节Ø自动油门系统可以在起飞、爬升、巡航、下降、进近、着陆和复飞阶段使用。
Ø在这些阶段中自动油门系统应该具备以下功能：速度保持功能进场功能起飞/复飞功能速度保护功能自动检测功能推力以响应机组在 AFCS MCP 板上和驾驶舱内选择的方式以及来自 FMC 的方式。
Ø自动油门系统的工作方式总体来说有两种，即推力方式和速度方式。
自动油门的工作方式可以通过 3 种方法确定：一是通过MCP 板人工确定，二是在 AFCS 衔接时由AFCS 自动选择，三是通过油门杆上的起飞/复飞电门（TO/GA 电门）人工选择。
自动油门系统的组成和在飞机上的安装位置第3节Ø自动油门系统由自动油门计算机、自动油门伺服电机（A/T Servomotors，A S M s）、油门解算器（T h r u s tResolver，TR）组件、具有摩擦制动器和离合器的齿轮箱、油门杆和自动油门伺服电机之间的机械连接部分、MCP 板上的自动油门预位/断开电门和自动油门方式选择电门、油门杆上的起飞/复飞（TO/GA）电门、油门杆上的自动油门脱开电门，以及自动油门方式通告牌等组成Ø自动油门计算机和自动油门程序电门组件安装在电子设备舱内。
民用飞机自动飞行控制系统：第8章 现代民机飞控系统实例ppt
• 两个通道计算的指令进行比较，若不一致，则认 为偏航阻尼器出现故障，并在偏航阻尼器控制板 上显示，同时自动断开偏航阻尼器。
3. 电液伺服舵机
• 2套，接收计算机产生的输出指令，伺服舵机的 机械轴输出，通过机械传动机构，驱动3套方向 舵液压作动筒，以带动舵面左右偏转。
• 脚蹬操纵指令、自动驾驶仪舵机的输出指令和 偏航阻尼器伺服舵机的输出指令，通过机械传 动机构进行综合，并操纵方向舵的液压作动筒， 以控制方向舵偏转。
轴指令，控制飞机正向加速度和正的爬升速率。 ．FCC产生滚转指令，依跑道航向实现地面航 迹跟踪保持，并有侧风补偿功能。
8.2 B777/787飞机的飞行控制系统
8.2.1 B777飞行控制系统
➢ B777飞机采用电传操纵系统，控制升降舵、方向 舵、副翼、襟副翼和水平位移。
➢ 驾驶员指令被相应的传感器转为模拟信号，这些 信号进入作动器控制电子（ACE）后转换为数字 信号，通过飞行控制总线A629传送到三个数字式 主飞行控制计算机（PFC）。PFC计算出控制指 令后通过A629发送到四个ACE，转换为模拟信号 后控制31个作动器。
(5) 航向信标有效(LOC)模式 ．FCC指令飞机在捕获航向信标中心波束后，跟踪
航向信标波束。
．由人工选择进入。
(6) 背台航向信标模式(B/CRS) ．A/P将指令飞机跟踪背台航向信标中的波束。 ．由人工选择进入。
(7) 自动着陆模式 ．当MCP上已选择LOC及APP模式状态，即航向已
选定为跑道航向，并且倾斜角限幅值开关处于自 动位置时，方能转换为自动着陆构型。
．拉平开始时，向自动油门系统发送制动指令。
2. 滚转轴的控制方式 (1) 起飞方式
滚转轴指令保持飞机水平。离地后，实现对地面 航迹跟踪(此时仅F/D生效)。 (2) 航向保持方式 ．滚转轴控制的基本方式。A/P通道接通时，FCC 自动选择该方式。
3. 电液伺服舵机
• 2套，接收计算机产生的输出指令，伺服舵机的 机械轴输出，通过机械传动机构，驱动3套方向 舵液压作动筒，以带动舵面左右偏转。
• 脚蹬操纵指令、自动驾驶仪舵机的输出指令和 偏航阻尼器伺服舵机的输出指令，通过机械传 动机构进行综合，并操纵方向舵的液压作动筒， 以控制方向舵偏转。
轴指令，控制飞机正向加速度和正的爬升速率。 ．FCC产生滚转指令，依跑道航向实现地面航 迹跟踪保持，并有侧风补偿功能。
8.2 B777/787飞机的飞行控制系统
8.2.1 B777飞行控制系统
➢ B777飞机采用电传操纵系统，控制升降舵、方向 舵、副翼、襟副翼和水平位移。
➢ 驾驶员指令被相应的传感器转为模拟信号，这些 信号进入作动器控制电子（ACE）后转换为数字 信号，通过飞行控制总线A629传送到三个数字式 主飞行控制计算机（PFC）。PFC计算出控制指 令后通过A629发送到四个ACE，转换为模拟信号 后控制31个作动器。
(5) 航向信标有效(LOC)模式 ．FCC指令飞机在捕获航向信标中心波束后，跟踪
航向信标波束。
．由人工选择进入。
(6) 背台航向信标模式(B/CRS) ．A/P将指令飞机跟踪背台航向信标中的波束。 ．由人工选择进入。
(7) 自动着陆模式 ．当MCP上已选择LOC及APP模式状态，即航向已
选定为跑道航向，并且倾斜角限幅值开关处于自 动位置时，方能转换为自动着陆构型。
．拉平开始时，向自动油门系统发送制动指令。
2. 滚转轴的控制方式 (1) 起飞方式
滚转轴指令保持飞机水平。离地后，实现对地面 航迹跟踪(此时仅F/D生效)。 (2) 航向保持方式 ．滚转轴控制的基本方式。A/P通道接通时，FCC 自动选择该方式。
飞行控制系统典型飞行控制系统工作原理课件PPT
L
e
*
me
mV I 不太大时，修正高度过程中，俯仰运动也不会剧烈，所以速度相对变化
飞机上采用助力器，飞机超音速飞行时，舵机控制不受铰链力矩的影响。
也不会太大y，为此可用短周期运动方程。
❖ 为便于操纵飞机，有必要增加阻尼器。
飞机操纵机构
升降舵偏角e：平尾后缘下偏为正 e〉0 产生纵向低头力矩M<0 副翼偏转角a：右翼后缘下偏（右下左上）为正 a〉0 产生滚转力矩L<0 方向舵偏转角r：方向舵后缘向左偏为正 r〉0 产生偏航力矩N<0 油门杆位置T： 向前推杆为正 T〉0 加大油门、加大推力
飞机结构特点及受空气动力影响情况
为满足大包线，及良好的飞行性能要求，飞机设 ❖ 再由力、力矩平衡：
起削弱 作用， 向上转变慢，当
时，纵轴不再转q=0，动态过程结束。
计时采用薄的翼型，小的展弦比和具有上反效应 平飞迎角
这个等级是按能见度条件分类的，（包括垂直方向上指允许的最小云雾底部的高度；
阻尼器由角速率陀螺，放大器和舵回路
L K
)
其中：L K K K Ke 为角速率到舵偏角传动比
❖ 简化闭环传函：
q(s) pe (s)
K j KeKd (T S 1)
Td2eS 2 2deTdeS 1
式中：
Kd
K 1 L K
Tde
Td 1 L K
de
d
( K T L ) 2Td
1 L K
❖ 适当选择 L 可增大 de ，即增大了阻尼，
❖ 保持升降速度 H 0 ―必使飞机沿法线方
向力平衡，即 L cos G mg
❖ 保证飞机在水平面内盘旋―向心力等于惯
性力 L sin mu
A320自动飞行系统FCU-飞行控制组件ppt课件
FCU显示窗中的HDG-V/S或TRK-FPA字样明确地 指示出了当前的选择。
不对，请单击航向-垂直速度/航迹-飞行航迹角按钮。
自动飞行
MENU FCU
28/50
正 如 你 所 看 到 的 ， HDG-V/S 字 样 被 TRKFPA字样所取代。还需注意当前的航向变成了 当前的航迹。
让我们现在看一下垂直制导区域。
MENU FCU
12/50
现在准备起飞… 单击前进箭头开始起飞滑跑。
自动飞行
MENU FCU
13/50
一旦使用起飞马力，自动推力系统就待命。 自动推力按钮上将出现一个绿条。
自动飞行
MENU FCU
14/50
自动飞行
我们现在建立了爬升。
让我们看一下FCU的功能。出于训练目的，我们已 经接通了1号自动驾驶仪，并且选择了250节的速度， 220度的航向和31000英尺的高度。
介绍 FCU 速度区域 横向区域 垂直区域 自动驾驶仪/自动推力区域
AUDIO RETURN
GLOSSARY
FCOM EXIT
自动飞行
MENU FCU
51/50
垂直速度-飞行航迹角选择旋钮有三个功能： 转动旋钮，用来改变垂直速度或飞行航迹角， 按入旋钮，使飞机立即改平， 拉出旋钮，选择垂直速度或飞行航迹角方式。
转动 : 改变垂直速度或飞行航迹角 压入 : 立即改平 拉出 : 选择垂直速度或飞行航迹角方式
自动飞行
MENU FCU
36/50
自动飞行
现在你已经了解了FCU的概况。
FCU从根本上说是一个具有多种功能的选择器面 板。我们有一条”金科玉律”说：”在任何时候都 须了解FMA”，这就意味着，在FCU上所作的任何新 的选择都应该在位于PFD上的FMA上得到证实。
不对，请单击航向-垂直速度/航迹-飞行航迹角按钮。
自动飞行
MENU FCU
28/50
正 如 你 所 看 到 的 ， HDG-V/S 字 样 被 TRKFPA字样所取代。还需注意当前的航向变成了 当前的航迹。
让我们现在看一下垂直制导区域。
MENU FCU
12/50
现在准备起飞… 单击前进箭头开始起飞滑跑。
自动飞行
MENU FCU
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一旦使用起飞马力，自动推力系统就待命。 自动推力按钮上将出现一个绿条。
自动飞行
MENU FCU
14/50
自动飞行
我们现在建立了爬升。
让我们看一下FCU的功能。出于训练目的，我们已 经接通了1号自动驾驶仪，并且选择了250节的速度， 220度的航向和31000英尺的高度。
介绍 FCU 速度区域 横向区域 垂直区域 自动驾驶仪/自动推力区域
AUDIO RETURN
GLOSSARY
FCOM EXIT
自动飞行
MENU FCU
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垂直速度-飞行航迹角选择旋钮有三个功能： 转动旋钮，用来改变垂直速度或飞行航迹角， 按入旋钮，使飞机立即改平， 拉出旋钮，选择垂直速度或飞行航迹角方式。
转动 : 改变垂直速度或飞行航迹角 压入 : 立即改平 拉出 : 选择垂直速度或飞行航迹角方式
自动飞行
MENU FCU
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自动飞行
现在你已经了解了FCU的概况。
FCU从根本上说是一个具有多种功能的选择器面 板。我们有一条”金科玉律”说：”在任何时候都 须了解FMA”，这就意味着，在FCU上所作的任何新 的选择都应该在位于PFD上的FMA上得到证实。
第8章 自动飞行控制系统的控制 显示及使用《民航飞机自动飞行控制系统》
DFCS 在 PFD 上显示的高度数据
2.6 AFCS 系统失效显示
➢ 当 DCFS 的相关功能故障时，将有相应的警告旗显示在 PFD 上。当 FCC 无效或在 BITE状态 时，PFD 上出现一个琥珀色的 FD 旗。当选择的目标速度无效时，一个琥珀色的 SEL SPD信 息显示在速度带的上方。
DFCS 相关功能失效警告旗
➢ 在具有多套自动驾驶仪的飞机上，除进近、着陆、复飞等阶段外，都只能接通一 个自动驾驶仪。所以，如果在爬升、巡航和下降过程中，当一个自动驾驶仪处于 接通时，如果再接通其他的自动驾驶仪，则先前接通的自动驾驶仪会自动断开， 而后接通的自动驾驶仪处于接通方式。
➢ MCP 板上有一个 DISENGAGE 电门，将该电门下拉之后，所有自动驾驶仪都会被
➢ 方式选择器和灯光通告器 ✓ 通道Ａ处理器接收来自具有控制权的 FCC 的衔接和方式选择数据，并点亮相应方式选择电门上的灯光通告
器。
➢ LCD 和参数选择器 ✓ 通道 A 处理器接收航道 1 和航道 2 选择器的数据、高度选择器的数据和航向选择器的数据，并将这些信号
发送到 LCD 显示器上。
1.1 方式控制板和飞行控制组 件
➢ 当相关的条件具备时，如果飞机位于地面上，按压该电门，启动的是起飞方式； 如果飞机位于空中，按压该电门，启动的是复飞方式。
➢ 在某些飞机上，起飞/复飞方式是通过将油门杆前推到刻度盘上的起飞/复飞（ TO/GA）挡位来实现的。
1.3 自动驾驶仪断开电 门
➢ 在小型飞机上，自动驾驶仪的正常断开、非正常断开、强力断开、应急断开等方 法同样适用于大型飞机上的自动驾驶仪。
2.7 自动飞行控制系统的系统状态通告 器
➢ 稳定（常亮）红色 A/P 警告灯 ➢ 使红色 A/P 警告灯等稳定燃亮的情况有： ✓ 当飞机在双通道俯仰方式，无线电高度在 50～800 ft，A/P 的下滑（G/S）方式已衔接后，如果出现安定面
2.6 AFCS 系统失效显示
➢ 当 DCFS 的相关功能故障时，将有相应的警告旗显示在 PFD 上。当 FCC 无效或在 BITE状态 时，PFD 上出现一个琥珀色的 FD 旗。当选择的目标速度无效时，一个琥珀色的 SEL SPD信 息显示在速度带的上方。
DFCS 相关功能失效警告旗
➢ 在具有多套自动驾驶仪的飞机上，除进近、着陆、复飞等阶段外，都只能接通一 个自动驾驶仪。所以，如果在爬升、巡航和下降过程中，当一个自动驾驶仪处于 接通时，如果再接通其他的自动驾驶仪，则先前接通的自动驾驶仪会自动断开， 而后接通的自动驾驶仪处于接通方式。
➢ MCP 板上有一个 DISENGAGE 电门，将该电门下拉之后，所有自动驾驶仪都会被
➢ 方式选择器和灯光通告器 ✓ 通道Ａ处理器接收来自具有控制权的 FCC 的衔接和方式选择数据，并点亮相应方式选择电门上的灯光通告
器。
➢ LCD 和参数选择器 ✓ 通道 A 处理器接收航道 1 和航道 2 选择器的数据、高度选择器的数据和航向选择器的数据，并将这些信号
发送到 LCD 显示器上。
1.1 方式控制板和飞行控制组 件
➢ 当相关的条件具备时，如果飞机位于地面上，按压该电门，启动的是起飞方式； 如果飞机位于空中，按压该电门，启动的是复飞方式。
➢ 在某些飞机上，起飞/复飞方式是通过将油门杆前推到刻度盘上的起飞/复飞（ TO/GA）挡位来实现的。
1.3 自动驾驶仪断开电 门
➢ 在小型飞机上，自动驾驶仪的正常断开、非正常断开、强力断开、应急断开等方 法同样适用于大型飞机上的自动驾驶仪。
2.7 自动飞行控制系统的系统状态通告 器
➢ 稳定（常亮）红色 A/P 警告灯 ➢ 使红色 A/P 警告灯等稳定燃亮的情况有： ✓ 当飞机在双通道俯仰方式，无线电高度在 50～800 ft，A/P 的下滑（G/S）方式已衔接后，如果出现安定面
第12章 电传飞行控制系统《民航飞机自动飞行控制系统》
A380 EBHA
2.4 电传作动 器 机电作动器
➢ 机电作动器（Electro-Mechanical Actuator，EMA）比 EHA 走得更远，EMA 完全取代液压作动 技术，改用电机和减速器组件产生驱动力驱动作动器运动。
原理示意图
2.5 机载总 线
➢ 机载总线也是电传飞控系统的重要组成部分。ACE和飞控计算机，飞控计算机之间通信都是 通过机载总线实现。机载总线作为飞控系统各部件数据链路载体，传递各种指令信号、传感 器数据、控制律数据以及监控信息。
FBW 作动器
2.4 电传作动 器 电静液作动器
➢ 电静液作动器（Electro Hydrostatic Actuator，EHA）是电液伺服阀作动器的改进版本。它不 再依赖飞机主液压油源供油，其自身包含局部油源。
EHA 原理示意图
2.4 电传作动 器 电静液作动器
➢ EHA 还未得到广泛应用， A380飞机选择了一种叫 EBHA（ Electric Backup Hydraulic Actuator ）的折 中方式。
第4节
飞行操纵未来的发展方向
4 飞行操纵未来的发展方向发展方向
光传操纵
➢ 光传操纵（Fly-By-Optics，FBO），FBO 相比 FBW，可提供更高的传输率，不受电磁干扰影 响且质量更轻。FBO 和 FBW 很多部分是兼容的，部分应用只需用光缆替换电缆即可。
4 飞行操纵未来的发展方向发展方向
➢ 电传飞控系统存在的问题： ✓ 系统结构比同功能机械系统更复杂。一般来说 FBW 需要比机械系统更多的余度配置和
监控设计。
3 电传飞行控制系统的优缺点
➢ 电传飞控系统存在的问题：
✓ 系统结构比同功能机械系统更复杂。一般来说 FBW 需要比机械系统更多的余度配置和 监控设计。
自动飞行控制系统
2007.12
自动驾驶仪的两种衔接方式
指令方式CMD——飞行员通过方式控制板MCP 上的控制元件选择工作方式，输入控制指 令（航向、飞行高度、速度）；A/P根据 输入的控制指令和各传感器的输入信号， 纵向通道和横侧向通道分别以不同的方式 工作，实现对飞机的自动操纵。
2007.12
纵向通道的工作方式
涡轮发动机飞机
第六章 自动飞行控制系统 AFCS
2007.12
第6章 自动飞行控制系统
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 自动飞行控制系统的组成和基本功能 自动驾驶仪（AP） 飞行指引（FD） 偏航阻尼系统（YDS） 俯仰配平系统（Auto Trim） 自动油门系统（ATS） 自动
2007.12
2007.12
数字式AFCS的结构
80年代 AP/FD计算 机集成为 FCC。
2007.12
电子飞行控制系统EFCS的结构
电传操纵FBW——通过 电信号取代机械操 纵机构，实现对飞 机操纵面的控制。 飞行管理制导包络计 算机FMGEC——AP、 AD功能、偏航阻尼、 配平功能及失速、 超速等飞行安全极 限监控。 数字式发动机全权电 子控制系统 FADEC——利用计 算机实现对发动机 油门等的完全的自 动控制。
2007.12
6.4.3 偏航阻尼系统的组成
偏航阻尼计算机——用 于计算方向舵的偏 转量。 偏航阻尼伺服马达—— 用于驱动方向舵。 偏航阻尼器控制板—— 用于衔接或断开偏 航阻尼系统。 偏航阻尼指示——位置 指示、状态显示以 及警戒信息。 速率陀螺——用于探测 航向的变化率。
2007.12
偏航阻尼计算机
用于计算方向舵的偏转量。 带通滤波器——接受飞机的偏航信号，滤除正常的转弯信号。偏 航阻尼速率信号达到荷兰滚震荡频率才能通过滤波器。 速度补偿电路——接受大气数据计算机的空速信号，以根据空速 来修正方向舵偏转量。空速越大，方向舵的偏转角度越小。 协调转弯电路——接收由垂直陀螺或惯导系统的横滚姿态信号， 协调飞机的转弯。
自动驾驶仪的两种衔接方式
指令方式CMD——飞行员通过方式控制板MCP 上的控制元件选择工作方式，输入控制指 令（航向、飞行高度、速度）；A/P根据 输入的控制指令和各传感器的输入信号， 纵向通道和横侧向通道分别以不同的方式 工作，实现对飞机的自动操纵。
2007.12
纵向通道的工作方式
涡轮发动机飞机
第六章 自动飞行控制系统 AFCS
2007.12
第6章 自动飞行控制系统
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 自动飞行控制系统的组成和基本功能 自动驾驶仪（AP） 飞行指引（FD） 偏航阻尼系统（YDS） 俯仰配平系统（Auto Trim） 自动油门系统（ATS） 自动
2007.12
2007.12
数字式AFCS的结构
80年代 AP/FD计算 机集成为 FCC。
2007.12
电子飞行控制系统EFCS的结构
电传操纵FBW——通过 电信号取代机械操 纵机构，实现对飞 机操纵面的控制。 飞行管理制导包络计 算机FMGEC——AP、 AD功能、偏航阻尼、 配平功能及失速、 超速等飞行安全极 限监控。 数字式发动机全权电 子控制系统 FADEC——利用计 算机实现对发动机 油门等的完全的自 动控制。
2007.12
6.4.3 偏航阻尼系统的组成
偏航阻尼计算机——用 于计算方向舵的偏 转量。 偏航阻尼伺服马达—— 用于驱动方向舵。 偏航阻尼器控制板—— 用于衔接或断开偏 航阻尼系统。 偏航阻尼指示——位置 指示、状态显示以 及警戒信息。 速率陀螺——用于探测 航向的变化率。
2007.12
偏航阻尼计算机
用于计算方向舵的偏转量。 带通滤波器——接受飞机的偏航信号，滤除正常的转弯信号。偏 航阻尼速率信号达到荷兰滚震荡频率才能通过滤波器。 速度补偿电路——接受大气数据计算机的空速信号，以根据空速 来修正方向舵偏转量。空速越大，方向舵的偏转角度越小。 协调转弯电路——接收由垂直陀螺或惯导系统的横滚姿态信号， 协调飞机的转弯。
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工作过程及基 本原理。
的工作过程。
员基础执照奠 定基础。
学习目标
自学目标
技能目标
二、课程设计
培养 学生 职业 能力
利用课堂授课，培养学生扎实的专业理论知识。
组织与毕业生的座谈会，邀请企业兼职教师讲授一线 知识，培养学生严谨认真的机务作风。
鼓励学生参加社会实践、实习，以增强学生的自学能 力、团队精神，提高职业素质。
课程内容
§1.1 自动控制系统概述 §1.2 同步器和伺服机构 §1.3 交流伺服电动机和步进电动机
§2.1 AFCS概述 §2.2 飞机的空气动力学基础 §2.3 飞行力学基础与飞机操纵原理 §3.1 自动驾驶仪（A/P）的基本工作原理 §3.2 安定面配平系统（STAB/T） §3.3 偏航阻尼系统（Y/D） §4.1 飞行控制计算机（FCC）
§4.2 飞行指引仪（F/D） §5 自动油门系统（A/T）
§6 电传操纵系统
教学方法
课堂讲授 任务驱动启发引导
启发引导 课堂教学、分组讨论
任务驱动 动态教学、案例分析 启发引导、分组讨论 启发引导、任务驱动 分组讨论、案例分析
课堂教学 动态教学、任务驱动
分组讨论 课堂教学、分组讨论
考 试
成绩评定采用期末成绩和平时成绩相结合的方式。
将“工作过程系统化”的教育理念融入教学的全 过程，将以学生为主体，培养学生自主学习的职业能 力为核心作为课程设计的主线。为学生提供多样化、 多方位的学习平台：课堂、图书馆、实验室、实训楼 、实习单位，同时结合多种教法，充分调动学生的学 习积极性，让学生可以通过这些平台完成由初学者转 变到职业人的全过程，并使学生自觉将提高职业能力 作为学习的重点。
第三、四、五章内容 为本课程重、难点， 需根据行业需求，在 教学中增大学时比重， 加强课堂练习和答疑， 同时利用已有实践条 件进行实物教学。
序号
实践项目
1
自动驾驶仪仿真
2
安定面配平演示
3
偏航阻尼系统仿真
4
自动油门系统仿真演示
5
飞行指引仪仿真演示
6
查阅维修手册
7
实训室观摩飞机电子系统
总计
占总课程比例
飞机通讯系统
4
56
14
70
修业
02021305
飞机导航系统
4
56
10
66
课课
02021306
自动飞行控制 系统
3
40
14
54
02021307
航空仪表系统
3
42
13
55
6
√
6
√
5
√
5
√
02021308
燃气涡轮发动机
2
30
10
40
4
√
小计
29
391
131
522
0
0
8
13
23
0
2、课程衔接
数字 电子 技术 基础
Title in here
飞行的稳定性与安全性的要求
主要内容
1 课程性质与目标
12
课程设计
3 教学内容与方法
4
教学对象分析
5
教学条件
6
课程改革
一、课程性质与目标
1、课程性质
A 专业必修课 核心课程
B
开课时间 第五学期
C
54学时
理论40+实践14
D
适用专业 航空电子设备维修
课程类型 课程编码
课程设置及教学计划进程表
二、“教、学、做”一体化教学方法
在教学改革的基础上，采用灵活多样的教学方 法：项目教学法、启发引导法、任务驱动法、动态 教学发、分组讨论法等，同时充分利用现代化教学 手段，辅以校内实训楼设备，逐步实现“教、学、 做”于一体的立体化教学方法，突出学生飞机电子 系统维护实践技能的培养。
三、教育新理念与教学的融合
计划课时 2 2 2 2
2 2 2 14
26﹪
教学 方法
案例分析 任务驱动
课堂教学，实现学习目标 课内实践，实现自学目标。
分组讨论
课堂教学和辅导答疑，实现学习目标。
启发引导 动态教学
课堂教学和课内实践，实现自学目标。 （自动驾驶仪）
课堂教学和课内实践，实现技能目标。
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
飞机电子系统 涡轮发动机飞机结构与系统
实训室
CBT教室
飞机电子设备一体化实训室
图书馆
馆藏图书
数量
纸质图书
3万多册
电子图书 专业手册 航空专业期刊
22万多册 300多册 20多种
六、课程改革
一、教学改革以“学以致用”为方向
为将学生培养成适合就业岗位的有用人才，本课 程积极开展教学改革，紧扣行业标准《民用航空器 维修基础培训大纲》，同时开展企业和毕业生调研， 坚持以岗位引领教学的理念，从教学内容的选取、 教学方法的运用、学生职业能力的培养都与行业需 求高度保持一致。
课内实践、 口试 20% 考勤
10%
期末成绩
作业 10%
60%
教学对象
四、教学对象分析
学情
三年高职
注重技能和素质培养
知识基础
基础薄弱
对教学内容选择性讲授
热爱机务
增加课内实践比重，实现“教学做” 提高学习积极性，培养机务作风
五、教学条件
教师
专、兼职教师比例
教师团队结构
兼职教师3人 专任教师6人
绪论
1、飞控系统发展
1914年
20世纪30年代 20世纪50年代 20世纪70年代
陀螺稳定装置 保持飞机姿态
自动驾驶仪 自动驾驶装置 自动飞行控 制系统
保持飞机高度、长距离自动飞 速度、航迹 行、自动着陆
高度自动 化的 飞行、 导航、着陆
控制系统
2、作用
维护技能的要求 飞机电子系统综合和自动化的要求
教学要求
理论知识
实践能力
初
了解
理解
掌握
重点
难点
步 掌
掌握
学时
握
√
2
√
√
2
√
4
√
2
2
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4
√
√
√
4
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√
√
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4
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4
√
√
√
2
√
√
√
4
√
√
2
40
民用航空器维修基础培训大纲
序号 11.4 11.4.1 11.4.2 11.4.3 11.4.4 11.4.5 11.4.6 11.4.7 11.4.8 11.4.9
加强校企 结合
邀请企业兼职教师讲授一线知识，加强企业调研和毕 业生跟踪调查，使课程内容与教学目标和行业要求高 度保持一致。
开展课内 实践
坚持“教学做”一体化教学方法，在学习重、难点章节时， 充分利用实训设备和CBT教室，利用实物和软件教学，理论 与实践相结合，以达到提高学生的学习兴趣和知识应用水 平的目的。
11.4.10
M11. 涡轮发动机飞机的结构和系统 内容
自动飞行（ATA22） 自动飞行系统布局和基础理论（系统布局、工作原理和相关术语）
自动驾驶：指令信号的处理 工作方式：横滚、俯仰和偏航
飞行指引系统 偏航阻尼器的作用与原理
直升机自动增稳系统 自动配平：马赫配平、自动驾驶仪配平、速度配平、迎角配平等
方式控制板 自动油门系统 自动着陆系统：原理和分类、操作方式、进近、下滑道、着陆、复飞、系统检测和
故障状况
ME-TA 等级
AV 等级
1
—
—
3
—
3
—
3
—
3
—
3
—
3
—
3
—
3
—
3
内容处理：
在原教学内容基础上增加第 一章内容“自动控制理论基 础”。
第二章内容为回顾先修课程 《空气动力学基础与飞行原 理》的知识点，不做详细讲 解。
模拟 电子 技术
自动 飞行 控制 系统
空气动力 学基础与 飞行原理
飞机仪 表系统
自动 飞行 控制 系统
飞机 通讯 系统
飞机导 航系统
3、教学目标
使学生能
使学生掌 够独立进行故
使学生掌 握典型机型的 障判断和简单
握自动飞行控 自动驾驶仪、 维护，为将来
制系统各部分 自动油门系统、 进入机务岗位
的结构、位置、 偏航阻尼系统 和考取机务人
教学时数
学期/教学周数/周学时数
考核方式
课程名称
一
二
三
四
五
六
总学 课堂 课内实
分 教学
践
总学 时
15周 14周 14周
13周
11周
1周
考试 考查
02021301
人为因素与航空法规
4
50
20
70
5
√
02021302
飞机结构和机械系统
2
32
10
42
3
√
02021303
飞机电气系统
2
30
9
39
3
√
必专
02021304
教材
1.高职高专教材和行业培训 教材合理搭配，适应本专业 人才培养需要； 2.积极与企业合作开发符合 民航机务维修培训标准的高 职高专教材。
《电子技术基础》任仁良 主编 《自动控制原理》 张晓帆 主编 《自动飞行控制系统》 申安玉、申 学仁 等主编 《航空电子技术》周其焕 主编 《现代飞行控制》文传源 主编