主动控制技术
主动控制技术范文
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主动控制技术是一种高效的控制方法,能够在、汽车、航空航天等领域发挥出巨大的作用。
主动控制技术可以在超过所需性能的情况下,维持和改善系统的稳定性、精度、速度和可靠性。
今天,随着工业化的发展和国家科技能力的提升,主动控制技术被广泛应用于各种领域,不断推动着技术的发展和人类文明的进步。
主动控制技术有很多的应用场景,例如在领域,主动控制技术可以通过改变的关节运动、力和位置,使其更加智能化和灵活性,从而提升的生产效率和任务完成程度。
在汽车领域,通过主动控制技术,可以实现自动驾驶和稳定行驶,从而增加行车的安全性和出行的舒适度。
在航空航天领域,主动控制技术则可以使飞机和卫星更加灵活和准确地飞行,从而保证了飞行任务的成功和安全。
主动控制技术的核心是以、汽车等物理设备为基础,实现设备状态的监测、分析和反馈等关键过程,从而实现对物理设备的控制和调节。
主动控制技术可以通过接收传感器获得的信号,对物理设备的运动、位置、速度、力、温度等参数进行监测和反馈,进而实现对设备系统的控制和调节。
主动控制技术的控制方式一般分为开环和闭环控制,通过开环和闭环控制的调节,在预期的性能要求下,实现对系统的快速响应和自适应调节。
主动控制技术的发展历史可以追溯到20世纪初,通过不断的技术积累和改进,主动控制技术已经进化成了一种更加先进、高效和灵活的控制方法。
在主动控制技术的发展过程中,传感器、执行器和控制器的技术得到了迅速的发展,这为主动控制技术的跨越式进步提供了有力的支持。
现在,随着、云计算、大数据等技术的兴起,主动控制技术的应用领域也在不断拓展,并呈现出了越来越广泛的应用前景和发展趋势。
主动控制技术的发展一直是伴随着带来了许多重要的变化,从而带来了显著的技术进步和业务价值。
主动控制技术的应用带来了生产效率的提高,从而实现了生产成本的降低和产品质量的提高。
主动控制技术也为增强人类社会的安全保障作出了贡献,例如自动驾驶汽车、安防设备等能够大大降低人员伤亡和损失。
机械振动主动控制技术的研究现状和发展综述
![机械振动主动控制技术的研究现状和发展综述](https://img.taocdn.com/s3/m/309b8a3e53d380eb6294dd88d0d233d4b04e3f4f.png)
机械振动主动控制技术的研究现状和发展
综述
机械振动主动控制技术是一种智能技术,它可以通过控制机械振动来达到控制目标。
它具有简单、可靠、节约能源、高效率等特点,在工程中具有重要的应用价值。
本文将对近年来机械振动主动控制技术的研究现状和发展进行综述。
近年来,机械振动主动控制技术的研究不断发展,其研究主要集中在控制原理、控制算法、实验系统等方面。
针对控制原理,研究者们研究了基于自适应控制、模型预测控制、优化控制等方法,进一步实现了机械振动的控制。
针对控制算法,研究者们提出了基于模糊逻辑的算法,利用其增强了振动控制的有效性。
此外,研究者们还对实验系统进行了研究,提出了一种新型的实验系统,它可以实现更高效的控制效果。
未来,机械振动主动控制技术的发展将更加迅速。
首先,机械振动主动控制技术还可以用于控制其他系统,比如机器人、机器视觉等技术。
其次,研究人员还可以研究多自由度系统的机械振动控制技术,以实现更高精度的控制。
最后,研究者们还可以研究基于深度学习的机械振动控制技术,以实现更加智能化的控制效果。
总之,机械振动主动控制技术的研究取得了长足的发展,而未来的发展前景也非常光明。
随着研究的不断深入,机械振动主动控制技
术有望在工程中发挥更大的作用,为人类社会带来更多的便利。
主动控制、被动控制相结合的原则
![主动控制、被动控制相结合的原则](https://img.taocdn.com/s3/m/0f29cf030a1c59eef8c75fbfc77da26925c59635.png)
主动控制、被动控制相结合的原则一、主动控制1. 定义与内涵- 主动控制是一种预先分析目标偏离的可能性,并拟订和采取各项预防性措施,以使计划目标得以实现的控制方法。
它是面向未来的控制,是一种前馈式控制。
例如,在工程项目管理中,在项目开始之前,通过详细的风险评估,识别出可能影响项目进度、质量和成本的风险因素,如恶劣天气对施工进度的影响、原材料价格波动对成本的影响等。
- 主动控制的措施包括:详细调查并分析研究外部环境条件,以确定影响目标实现和计划实施的各种有利和不利因素;识别风险,努力将各种影响目标实现和计划实施的潜在因素揭示出来;用科学的方法制定计划,做好计划可行性分析,消除那些造成资源不可行、技术不可行、经济不可行和财务不可行的各种错误和缺陷;高质量地做好组织工作,使组织与目标和计划高度一致,把目标控制的任务与管理职能落实到适当的机构和人员,做到职权与职责明确,使全体成员能够通力协作,为共同实现目标而努力;制定必要的备用方案,以应对可能出现的影响目标或计划实现的情况等。
2. 主动控制的重要性- 主动控制可以防患于未然。
它能够在问题发生之前就采取措施,避免偏差的出现或者减少偏差出现的可能性。
例如,在建筑工程中,如果提前考虑到地质条件可能对基础施工产生的影响,在设计阶段就采取相应的加固措施,就可以避免在施工过程中因基础不稳而导致的工程延误和成本增加等问题。
- 主动控制有助于提高管理效率。
通过主动控制,管理者可以更好地规划资源的分配,合理安排工作流程,从而提高整个项目或系统的运行效率。
例如,在企业生产管理中,通过对市场需求的前瞻性分析,主动调整生产计划,避免库存积压或者缺货现象的发生,提高企业的经济效益。
3. 主动控制的局限性- 由于人们对客观事物的认识受到各种条件的限制,如信息不完全、知识有限等,所以很难准确地预测所有可能发生的干扰因素及其影响程度。
例如,在一些新兴行业的项目管理中,由于缺乏足够的历史数据和经验,很难全面地识别出所有的风险因素,这就可能导致主动控制措施的不完整性。
停机活塞主动控制技术
![停机活塞主动控制技术](https://img.taocdn.com/s3/m/af4974ba7e192279168884868762caaedd33bae7.png)
停机活塞主动控制技术
嘿,朋友们!今天咱来聊聊这个停机活塞主动控制技术。
你说这停机活塞主动控制技术啊,就像是一个特别厉害的魔法!它能让那些庞大的机器变得乖乖听话,就好像你能轻松指挥一只大怪兽一样。
想象一下,机器在运转的时候,就像一辆在高速公路上飞驰的汽车。
而停机活塞主动控制技术呢,就是那精准的刹车系统,能在关键时刻让车子稳稳地停下来,不会失控冲出跑道。
它能对机器的运行状态进行精细的调节,让一切都恰到好处。
咱平常生活里,很多地方都用到了这个神奇的技术呢!比如说那些大型的工厂,里面的各种设备要是没有它来帮忙控制,那可不得乱了套呀!就好像一个交响乐团没有指挥一样,那奏出来的曲子还不得乱七八糟呀!有了停机活塞主动控制技术,这些设备就能有条不紊地工作啦。
它能让机器在该工作的时候高效运转,该休息的时候就乖乖停下,多听话呀!这可比那些不听话的小孩好管多了吧,哈哈!而且哦,它还能帮我们节省好多能源呢,这可真是一举多得呀!
你再想想,如果没有这个技术,那得出现多少问题呀!机器可能会突然失控,造成大麻烦。
就像你走路的时候,没有掌握好平衡,那不就摔跟头了嘛!有了它,就等于给机器上了一道保险,让我们用起来更放心。
这停机活塞主动控制技术真的是太重要啦!它就像一个默默守护的卫士,保障着各种机器的安全运行。
咱可得好好珍惜它,让它更好地为我们服务呀!它让我们的生活变得更便捷、更高效,难道不是吗?所以说呀,这停机活塞主动控制技术可真是个了不起的好东西呀!。
汽车主动安全控制技术
![汽车主动安全控制技术](https://img.taocdn.com/s3/m/16571be132d4b14e852458fb770bf78a64293a42.png)
汽车主动安全控制技术
随着汽车行业的飞速发展,汽车的安全问题越来越得到重视。
主动安全控制技术是一种辅助驾驶的技术,可以提高驾驶员的驾驶
安全性能。
本文将介绍汽车主动安全控制技术的原理和应用。
汽车主动安全控制技术是指能够对车辆状况进行实时监控,甄
别危险状况,提供驾驶员协助,进而避免或减少交通事故的技术。
前车碰撞警告、车道偏移警示、自主刹车等功能都属于主动安全控
制技术的范畴。
主动安全控制技术的原理是通过传感器感知车辆周围环境,对
车辆的状态进行实时监测,通过控制系统的处理,及时发出警示声音、震动、提醒驾驶员注意,引导驾驶员采取适当的避险措施,避
免危险的发生。
主动安全控制技术应用场景丰富,包括高速行驶、夜间行驶、
恶劣天气等多个场景。
在高速行驶时,汽车的自动跟车、自适应巡
航技术,不仅可以提高驾驶员的行车舒适度,还能避免车辆相撞的
风险。
在夜间行驶时,汽车的夜视系统、车道偏移系统等技术,可
以提高驾驶员的夜间驾驶安全性能。
在恶劣天气时,汽车的智能防滑、防抱死刹车系统,可以让车辆更加稳定,减少因天气原因引起
的安全隐患。
在未来,主动安全控制技术将会变得越来越成熟和普及。
同时,随着5G网络和人工智能技术的发展,汽车将更容易实现自动驾驶技术,进一步提高行车的安全性和舒适性。
总结来说,汽车主动安全控制技术是一项基于科技的先进驾驶辅助技术。
当驾驶员面临突发情况时,主动安全控制系统能够及时发出警示,让驾驶员快速反应,避免交通事故的发生。
随着技术的不断发展,这一技术将更好地保障我们的生命安全。
汽车主动安全控制技术浅析
![汽车主动安全控制技术浅析](https://img.taocdn.com/s3/m/27236c10b4daa58da0114a3a.png)
汽车文摘汽车主动安全控制技术浅析汽车主动安全技术是指在车辆发生事故之前能够发出危险信号并主动做出反应或提示驾驶员采取必要应急措施以保护驾乘人员免遭伤害。
为降低交通事故给人类带来的伤害和损失,汽车主动安全技术越来越受到人们的关注。
迄今为止,国内外很多大学和科研机构也开发出了很多主动安全控制技术,其关键点在于预警控制系统的突破,使得车辆在危险发生前可以主动采取措施防护,本文就几种相对比较成熟的预警系统及控制技术做简要介绍。
1车道偏离预警系统[1]车道偏离实际上是一种传感器响应失真。
车道偏离预警作为汽车的一种主动安全技术,同时也是汽车辅助驾驶技术的关键问题,调查显示,配备该系统的车辆至少能够减少24%的由于车道偏离所造成的交通事故。
车道偏离预警系统主要由平视显示器、摄像头、控制器和传感器组成。
摄像头通常安装在驾驶员身体或后视镜的侧面。
当车道偏离预警系统正常工作时,摄像头会持续不断地采集行车道的标线信息,然后将车辆在行车道中的所获得的当前位置信息参数进行图像处理。
同时,传感器也能够采集道路数据并感知驾驶员的驾驶状态,然后控制器发出预警信号。
从采集信息到发出预警,整个过程大约0.5s ,这就给驾驶员提供了充足的反应时间以应对可能发生的危险情况。
如果驾驶员打开车灯或进行正常的变道,车道偏离预警系统不会作出任何提示。
道路和车辆状态感知模块,车道偏离评价算法模块和信号显示接口模块是车道偏离预警系统的三个基本组件。
其基本工作流程如图1所示。
有关车辆偏离预警的方法,近年来国内外学者就提出了很多模型和算法。
如双曲线道路模型,该模型首先搜索出车道标志的边缘点,然后使用最小二乘法确定与车道标志相关的参数,通过粒子滤波算法跟踪所检测出来的车道线,最后通过空间-时态模型判断车辆行驶是否偏离正常车道线;此外,还有基于可变形模板和遗传算法的车道检测方法,该方法首先使用遗传算法求出似然函数的最大似然估计值,然后获得模板参数的最大分配值;再者,还出现了基于车道检测和车道跟踪方法的B-Snake 模型,该模型使用消失点的霍夫估计确定车道线的初始位置,然后使用最小均方误差方法更新车道线的控制点。
汽车底盘悬挂系统的主动与半主动控制技术应用
![汽车底盘悬挂系统的主动与半主动控制技术应用](https://img.taocdn.com/s3/m/b5df51b6c9d376eeaeaad1f34693daef5ff71367.png)
汽车底盘悬挂系统的主动与半主动控制技术应用汽车底盘悬挂系统对于汽车的行驶稳定性和舒适性起着至关重要的作用。
而主动和半主动控制技术的应用,则进一步提升了汽车底盘悬挂系统的性能和效果。
本文将就汽车底盘悬挂系统的主动与半主动控制技术应用进行探讨。
一、主动控制技术的应用主动悬挂系统是指能够主动感知和调节车辆悬挂状态的技术。
通过传感器实时监测路况和车辆行驶状态,再通过控制器对悬挂系统进行调节,使车辆在行驶过程中更加稳定和舒适。
主动悬挂系统的应用,可以使车辆在急转弯、爬坡、减速等情况下更加稳定,有效减少了悬挂系统对车身的影响,提高了行驶安全性。
同时,主动悬挂系统也可以根据路面的不同情况主动进行调节,保证乘坐者在不同路况下的舒适性。
二、半主动控制技术的应用半主动悬挂系统是指能够根据司机的行驶习惯和需要主动进行调节的技术。
通过预设的程序和模式,半主动悬挂系统可以智能地根据司机的驾驶习惯和路况变化进行调节,提供更加个性化的驾驶体验。
半主动悬挂系统的应用,可以根据不同的驾驶模式提供不同的悬挂调节效果,使驾驶员更加舒适地应对不同的路况和驾驶需求。
同时,半主动悬挂系统也可以根据车辆的载重情况和行驶速度进行智能调节,保证车辆行驶的稳定性和安全性。
总结汽车底盘悬挂系统的主动与半主动控制技术应用,为汽车的行驶稳定性和舒适性提供了更加完善的解决方案。
主动悬挂系统可以根据路况变化主动调节悬挂系统,提高了行驶的安全性;半主动悬挂系统则可以根据驾驶员的行驶习惯提供个性化的悬挂调节效果,提高了驾驶的舒适性和便利性。
随着科技的不断发展和汽车工业的进步,主动与半主动悬挂控制技术必将在未来的汽车行业中发挥着更加重要的作用。
飞行器主动式控制技术研究
![飞行器主动式控制技术研究](https://img.taocdn.com/s3/m/1fbf1c0ace84b9d528ea81c758f5f61fb73628b8.png)
飞行器主动式控制技术研究随着社会的发展和科技的进步,飞行器已经成为人们出行、军事作战和科学探索的重要工具。
但是,飞行器在使用过程中需要经过长时间的飞行,而恶劣的天气和紧急状况会对飞行器造成严重的影响,关系到人员的生命安全和装备的稳定性。
因此,主动式控制技术的研究变得至关重要。
本文将重点介绍飞行器主动式控制技术的研究现状和未来发展。
一、主动式控制技术的定义和发展历程主动式控制技术是指通过对飞行器进行加速度和姿态分析,实现对飞行器的主动保持和稳定控制的一种技术。
主要涉及到力矩控制和姿态控制两个方面。
在过去的几十年里,随着飞行器技术的不断进步,主动式控制技术也得到了快速发展。
20世纪70年代,苏联科学家开始进行主动式控制技术的相关研究。
之后,美国、欧洲等发达国家也相继进行了研究。
在现代科技的支持下,主动式控制技术得到了不断的完善和发展。
二、主动式控制技术的原理和应用主动式控制技术的实现主要分为几个步骤。
在对飞行器的姿态分析后,通过控制飞行器的动力系统,对飞行器进行指定的方向变化和角度修正。
主要采用的控制方式包括PID控制、模型预测控制和自适应控制等。
主动式控制技术广泛应用于各种类型的飞行器中。
例如,民用飞机的自动驾驶和人员的舒适度增加,以及军用飞机和导弹的精确攻击等。
同时,主动式控制技术还可以应用于航空航天领域中对于飞行器的自主导航和姿态控制。
三、主动式控制技术的研究现状和未来发展随着科技的不断进步,主动式控制技术的研究也在不断取得新的进展。
在传统的PID控制基础上,自适应控制、轨迹跟踪控制、非线性力矩控制、模型预测控制等技术被广泛研究和应用。
在力矩控制上,最新的研究成果已经实现了对飞行器的六自由度的主动控制。
在姿态控制方面,三自由度的主动控制也已经取得了突破性进展。
未来,主动式控制技术的研究还会面临相应的挑战。
比如说,目前主动式控制技术所关注的控制精度和响应速度还不能满足飞行器应用中对于高精度、高速度控制的需求。
《主动控制技术》PPT课件
![《主动控制技术》PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/d91268f252d380eb63946d5d.png)
模型为高阶无理分式函数,不便加于线 性仿真中进行研究。由于该模型频谱斜率 较高,更适合于与飞机结构模态有关的飞 行品质研究。
Dryden模型和Von Karman模型的比较
在给定的紊流强度和紊流尺度下,比较两 个模型的纵向频谱函数可见:在低频范围 内,两者几乎重合,而在高频范围内显示 出差别,特别是斜率的差别。
飞机在阵风中飞行时,过载增量与飞行速度 V、翼载P以及升力系数 CL 有关,同时也与垂直 阵风速度 VW 0 成正比.
阵风还会引起飞机结构模态振动,尤其对于பைடு நூலகம்机身细长而挠性较大的高速飞机影响更为严重。 不仅使乘员感到不舒服,甚至会影响驾驶员完成 任务的能力。
一般,垂直过载超过0.2g时,仪表判读就很 困难,而在超过0.5g并持续几分钟时,驾驶员由 于担心飞机要出事故,便会改变飞机的高度、速 度。横向振动过载的允许值为垂直过载的1/2。
前置滤波器:实际上是一个迟后——超前低通
滤波器网络,又称为驾驶指令模型(或指令成 形滤波器),其传递函数通常为(T1s+1) /(T2S+1) ,其中T2>T1。该滤波器的主要作用 是滤除杆力的猛烈冲动和高频噪声,并使指令
变得柔和平滑;另一方面该网络的超前作用又
可补偿系统中后续环节(如舵机、助力器)中 的相位迟后,改善系统的飞行品质。
这种机动方式可以消除在跟踪地面目标 过程中,为修正航向偏差和瞄准偏差而出 现的横滚摇摆现象,对地投弹时能显著提 高飞行员瞄准目标的能力。在攻击空中目 标时,可提高飞机的反应速度和改善瞄准 精度。
直接侧力控制
直接侧力控制
2、机身偏航指向
要求在不改变航迹角 的情况下改变
民用飞机自动飞行控制系统:第7章 主动控制技术
![民用飞机自动飞行控制系统:第7章 主动控制技术](https://img.taocdn.com/s3/m/e28029f2b4daa58da1114a85.png)
以在指定的位置上安装特殊的操纵面
采用的控制方法:
(1)开环控制方法
NB-52CVV所采用的开环补偿方法。该系统利用 法向加速度计,测量法向过载,并通过洗出网络 与低通滤波器,分别驱动左右水平鸭翼偏转,产 生一定的直接升力,克服垂直阵风影响。
(4)这种操纵使飞机转动运动与平移运动强烈 耦合,从而使飞机快速跟踪轨迹的能力降低了。
• 直接力控制:通过附加操纵面的控制,不产生 力矩,直接产生升力或侧力。
克服上述缺点; (1)增大了改善飞行特性的可能性,可以实
现力与力矩的解耦; (2)可用于改善飞机的时间响应特性; 2.分类:
直接升力,直接侧力及直接阻力或推力控制。 为了产生直接力,单凭一个操纵面是无法实 现的(除非这个操纵面所产生的空气动力正 好作用于重心),需要配置其它辅助操纵面。
其中洗出网络的作用是消除定常的过载信号, 从而保证不至于阻挠正常的机动。
(2)闭环控制方案
波音公司在小型民用客机DHC-6上进行了乘 座品质控制系统的研究。应用对称副翼偏转和 升降舵以及扰流片实现了垂直阵风减缓控制。
为了使乘座品质控制系统与人工操纵兼容使用 各操纵面:
该飞机的原有操纵面进行分割,提供部分但 足够的权限用于阵风减缓系统;副翼分割出40 %的翼面用于阵风减缓控制;升降舵提供了20 %的翼面;扰流片仅用于进场着陆,从基本位 置开始动作,增强副翼产生的直接升力,实现 着陆过程中的乘座品质控制。
例如,飞机进场着陆通过升降舵控制航迹上 升时,就会产生一种下沉航迹,这对安全着陆 是不利的,
特别是当飞机受到顺风作用时,由于气流速 度的减少,升力受到损失,导致下沉速度,在 这种情况下,升降舵拉升作用所产生Байду номын сангаас反向升 力的不利作用,就更为明显,这将使下沉速度 进一步增大。
主动控制名词解释
![主动控制名词解释](https://img.taocdn.com/s3/m/c9be60531fd9ad51f01dc281e53a580216fc50ec.png)
主动控制名词解释
主动控制是一种有效利用可用资源来满足对系统功能和性能的
期望,以自动根据其内部参数(如温度,压力,电压)和外部输入(如湿度,温度等)的变化,自动调节系统内部参数的一种技术。
它的目的是使系统保持恒定,使系统自行调整以适应动态环境的变化,从而达到更好的性能。
主动控制是一种智能控制技术,它的核心是模型、控制和优化的技术。
其具体技术包括模型建模、系统辨识、传感器技术、控制算法、控制架构等技术。
模型建模是主动控制中最重要的一步,它具有建模准确性、反应速度和反馈调整等特点,可以获得更加精确的控制。
系统辨识是主动控制的主要环节,它能够根据系统的实际参数,及时地反馈信号,调整控制参数,使之更加精确。
传感器技术可以根据具体环境把信号变化转换成电信号反馈给控制模型,进而达到及时反应环境变化的目的。
控制算法是主动控制的关键,它可以根据输入信号,通过算法程序自动调整系统参数,以满足对系统功能和性能的要求。
最后,控制架构是一个综合的控制结构,它整合模型、系统辨识、传感器技术、控制算法等技术,用于实现对系统的有效控制。
- 1 -。
振动控制 主动控制算法简介..
![振动控制 主动控制算法简介..](https://img.taocdn.com/s3/m/8bb992e6fab069dc502201f6.png)
一、主动控制简介1.概念:结构主动控制需要实时测量结构反应或环境干扰,采用现代控制理论的主动控制算法在精确的结构模型基础上运算和决策最优控制力,最后作动器在很大的外部能量输入下实现最优控制力。
2.特点:主动控制需要实时测量结构反应或环境干扰,是一种需要额外能量的控制技术,它与被动控制的根本区别是有无额外能量的消耗。
3.优缺点:主动控制具有提高建筑物的抵抗不确定性地面运动,减少输入的干扰力,以及在地震时候自动地调整结构动力特征等能力,特别是在处理结构的风振反应具有良好的控制效果,与被动控制相比,主动控制具有更好的控制效果。
但是,主动控制实际应用价格昂贵,在实际应用过程中也会存与其它控制理论相同的问题,控制技术复杂、造价昂贵、维护要求高。
4.组成:传感器、控制器、作动器5.工作方式:开环、闭环、开闭环。
二、简单回顾主动控制的应用与MATLAB应用1.主动变刚度AVS控制装置工作原理:首先将结构的反应反馈至控制器,控制器按照事先设定好的控制算法并结合结构的响应,判断装置的刚度状态,然后将控制信号发送至电液伺服阀以操纵其开关状态,实现不同的变刚度状态。
锁定状态(ON):电液伺服阀阀门关闭,双出杆活塞与液压缸之间没有相对位移,斜撑的相对变形与结构层变形相同,此时结构附加一个刚度;打开状态(OFF):电液伺服阀阀门打开,双出杆活塞与液压缸之间有相对位移,液压缸的压力差使得液体发生流动,此过程中产生粘滞阻尼,此时结构附加一个阻尼。
示意图如下:2. 主动变阻尼AVD控制装置工作原理:变孔径阻尼器以传统的液压流体阻尼器为基础,利用控制阀的开孔率调整粘性油对活塞的运动阻力,并将这种阻力通过活塞传递给结构,从而实现为结构提供阻尼的目的。
关闭状态(ON):开孔率一定,液体的流动速度受限,流动速度越小,产生的粘滞阻尼力越大,开孔率最小时,提供最大阻尼力,此时成为ON状态;打开状态(OFF):控制阀完全打开,由于液体的粘滞性可提供最小阻尼力。
主动控制理论与应用
![主动控制理论与应用](https://img.taocdn.com/s3/m/ea2177152e60ddccda38376baf1ffc4ffe47e2f7.png)
主动控制理论与应用随着科技的发展,控制技术得到了广泛应用,而主动控制技术则是其中重要的一个分支。
主动控制技术通过传感器感知系统变化,利用控制器实施操作,从而达到对系统的稳定性、性能和可靠性的优化。
在诸多领域中,主动控制技术得到了广泛的应用,例如飞行器控制、燃气轮机控制、自动化生产、机器人控制等等。
在这篇文章中,我们将对主动控制技术的理论和应用进行深入探讨。
一、主动控制理论主动控制技术的实现需要满足一定的技术条件,其中主动控制理论是至关重要的一环。
主动控制理论涉及多学科知识,包括数学、物理、信号处理、机械、电子、计算机科学等。
主动控制技术可以由多个子系统组成,例如感知系统、控制器和执行系统。
这些系统之间的交互作用和协同配合是主动控制技术能够正常运行的关键。
在主动控制理论中,最基本的概念是反馈控制。
反馈控制是指通过对系统状态的实时检测,将反馈信号与给定信号进行比较,从而产生误差信号,并通过控制器对系统进行控制、调节,使系统的输出逼近给定信号。
反馈控制系统的核心是控制器,控制器的设计和实现往往是主动控制系统的一个重要任务。
另一方面,主动控制理论还研究控制器参数的优化方法。
主动控制系统的性能很大程度上取决于控制器参数的选择和优化。
例如,PID控制器是一种广泛使用的控制器类型,在其调参时,需要综合考虑系统的时间常数、过调量和振荡周期等因素,从而得出最优的控制器参数。
最近,神经网络控制器也在主动控制系统中得到广泛应用,它的优点是具有良好的非线性逼近能力和自适应特性,能够应对复杂的控制问题。
二、主动控制应用主动控制技术已经应用于多个领域,以下将以飞行器控制、燃气轮机控制和机器人控制为例,探讨主动控制技术的应用。
(1)飞行器控制飞行器控制是一种需要高精度和高鲁棒性的主动控制技术,主要用于飞行器的姿态控制和运动控制。
飞行器控制需要对控制对象进行实时监测和反馈,从而控制飞行器的飞行方向、速度和姿态等参数。
这种应用需要考虑诸多因素,例如飞行器的机动性、风速、气压等等。
《飞机电传操纵系统与主动控制技术》飞机-教材-自动飞行控
![《飞机电传操纵系统与主动控制技术》飞机-教材-自动飞行控](https://img.taocdn.com/s3/m/822dcf9b88eb172ded630b1c59eef8c75fbf9532.png)
《飞机电传操纵系统与主动控制技术》——飞机教材自动飞行控制一、飞机电传操纵系统的概述飞机电传操纵系统,简称FBW(FlyWire),是一种利用电子信号传输指令的飞行控制系统。
它取代了传统的机械操纵系统,将飞行员的操纵指令转化为电子信号,通过计算机处理后,控制飞机的舵面和发动机,实现飞行控制。
电传操纵系统的优势在于重量轻、可靠性高、响应速度快、操纵灵活,并且能够实现复杂的飞行控制律。
在现代民用和军用飞机中,电传操纵系统已成为标配。
二、电传操纵系统的组成及工作原理1. 组成(1)操纵杆:飞行员通过操纵杆输入指令。
(2)传感器:实时监测飞机的姿态、速度等参数。
(3)飞行控制计算机:处理飞行员指令和传感器数据,输出控制信号。
(4)执行机构:根据控制信号,驱动飞机舵面和发动机。
2. 工作原理(1)飞行员操纵杆输入指令。
(2)传感器将飞机的姿态、速度等参数传输给飞行控制计算机。
(3)飞行控制计算机根据预设的控制律,处理飞行员指令和传感器数据,输出控制信号。
(4)执行机构根据控制信号,驱动飞机舵面和发动机,实现飞行控制。
三、主动控制技术及其在电传操纵系统中的应用1. 主动控制技术概述主动控制技术是指通过飞行控制系统,对飞机的气动布局、结构强度和飞行性能进行实时优化,以提高飞行品质和性能。
在电传操纵系统中,主动控制技术发挥着重要作用。
2. 主动控制技术在电传操纵系统中的应用(1)放宽静稳定性(RSS):通过主动控制技术,使飞机在飞行过程中保持较小的静稳定性,提高飞行性能。
(2)机动载荷控制(MLC):在飞机进行机动飞行时,主动控制技术可减小机动载荷,降低结构疲劳。
(3)颤振抑制:利用主动控制技术,实时监测飞机结构振动,采取措施抑制颤振现象。
(4)阵风减缓:在遭遇阵风时,主动控制技术可减小飞机受阵风影响,提高乘坐舒适性。
飞机电传操纵系统与主动控制技术的结合,为现代飞行器带来了更高的性能和安全性。
在未来的航空领域,这两项技术将继续发挥重要作用,推动飞行器的发展。
高速列车网络与控制技术第5章 主动控制技术
![高速列车网络与控制技术第5章 主动控制技术](https://img.taocdn.com/s3/m/2d60f47df5335a8102d2206e.png)
5.1 主动控制的基本原理
5.2 主动控制和半主动控制
对于主动控制技术的工程应用来说,低能耗、低成本、结
构简单、可靠性高是主动控制系统能够投入应用的关键。
5.2 主动控制和半主动控制
5.2.1 被动悬挂系统
5.2.2
5.2.3
主动悬挂系统
半主动悬挂系统
5.2 主动控制和半主动控制
5.3 半主动减振器的基本原理
5.5 半主动控制技术的应用实例:“蓝箭” 动车的二系横向半主动悬挂系统
5.5.4 “蓝箭”动车的二系横向半主动悬挂系统的工作原理
1.半主动悬挂系统配置 2.半主动减振器减振力方向的控制 3.半主动减振器减振力幅值的控制 4.失效状态下半主动减振器的工作原理
5.控制系统流程
6.“蓝箭”动车的二系横向半主动悬挂系统试验
第 5章
主动控制技术
5.1 主动控制的基本原理
5.1.1 主动控制的基本概念
现有的机车车辆悬挂系统由各种弹性元件和阻尼元件组 成,如弹簧、液压减振器。这些元件的工作特点是在衰减振 动时并不需要外界提供能量,仅仅是耗散或暂时存储系统内 部能量,是一种被动的工作方式,故称为“被动悬挂”。
5.1 主动控制的基本原理
5.5 半主动控制技术的应用实例:“蓝箭” 动车的二系横向半主动悬挂系统
5.5 半主动控制技术的应用实例:“蓝箭” 动车的二系横向半主动悬挂系统
5.5 半主动控制技术的应用实例:“蓝箭” 动车的二系横向半主动悬挂系统
5.3 半主动减振器的基本原理
5.4 控制理论
5.4.1 控制理论概述
1.PID控制
2.线性最优控制 3.统计最优控制 4.鲁棒控制 5.预测控制 6.自适应控制 7.神经网络控制 8.模糊控制
第2章 飞机的主动控制技术(修改版)
![第2章 飞机的主动控制技术(修改版)](https://img.taocdn.com/s3/m/513a5a2ce2bd960590c677d2.png)
第2章 飞机的主动控制技术2.1 随控布局与主动控制技术随控布局(Control Configured V ehicle T echnology ,简称CCV ) 随控布局是二十世纪70年代后提出的一种新的飞机设计策略。
传统的设计方法:即先对气动布局、飞机结构、发动机、飞行控制分别进行设计,然后再进行协调的方法。
随控布局要求在设计的初期阶段就充分考虑飞行控制技术对提高飞机性能所起的作用。
因此CCV 技术实际上是一种充分运用飞行控制技术进行飞机设计的新技术。
为实现CCV 所需的飞行控制技术称为主动控制技术(Active Control Technique ,简称ACT )。
因此,可以这样认为:随控布局飞机即运用主动控制技术的飞机。
前缘缝翼速度制动器全动平尾Speed break AileronsLeading edge(LE) slats图2-1 随控布局飞机CCV 飞机在常规操纵面的基础上,增加了一些新的操纵面(如图2-1所示),附加了鸭翼、襟翼、扰流片等。
这种多控制面的采用能使飞机气动布局达到最佳,可产生各种新的飞行模态。
CCV 及主动控制技术是在解决传统飞机设计无法解决的矛盾时逐步发展起来的:实际上,用电子反馈的控制方式改善飞机的运动阻尼与稳定性,是主动控制的雏形。
由于当时电子系统可靠性不如机械系统,因此只允许电子增稳的舵面偏转权限在︒︒6~1,它限制了由电子反馈主动改变飞机性能的能力。
随着数字化技术、可靠性技术,余度技术的发展成熟,才实现的全时、全权限控制增稳系统。
传统的飞机设计为获得稳定性应用较大的平尾与垂尾,增加了重量。
为保证机动能力需增加发动机的推力,以增加重推比,这样又导致重量的再增加,并导致阻力与油耗的增加。
因此仅就气动、结构及发动机三者已难以综合出一架机动性与稳定性相兼备的飞机。
CCV 及其主动控制技术正是力求解决飞机稳定性与机动性之间的设计矛盾。
主动控制的作用包括改善飞机的气动特性及改善飞机的结构特性两大方面。
列控 第8讲 车辆主动控制技术
![列控 第8讲 车辆主动控制技术](https://img.taocdn.com/s3/m/fd5b37dfaa00b52acfc7caa8.png)
振动评价指标 铁道车辆振动特性关系到车辆行走的品质及 其乘坐的舒适性,前者的对象是车辆本身, 后者的对象是人。 经过多年的研究发现,车辆行走的品质不仅 与其振动加速度大小有关,还与振动的频率 密切相关;而乘坐的舒适性与人体曾受全身 振动的能力有关,是人的主观感受,与人体 对于不同频率振动的感知相关。
位移对u的传递函数为:
(m1s 2 c1s k1 )(c2 s c3s k2 k3 ) G2 ( s) (m2 s 2 c1s c2 s c3s k1 k2 k3 )(m1s 2 c1s k1 ) (c12s 2 2c1k1s k12 )
第8讲 车辆主动控制技术
本章内容 悬挂控制系统 振动评价指标 控制理论
悬挂控制系统基本原理 传统铁道车辆的振动控制可分为被动控制、 半主动控制后和主动控制三种基本的类型。 通常认为没有外部能量输入的振动控制称 为被动控制; 短暂输入能量调节系统刚度阻尼的振动控 制称为半主动控制; 需要持续输入外部能量并采用一定控制策 略给悬挂系统施加控制的振动控制称为主 动控制。
假设沿着列车运行线路的上方有一个虚拟的固定天棚, 在虚拟天棚与车体之间有一个虚拟的减震器来减少车 体的垂向振动。在车辆运行过程中,当收到地面不平 顺的激扰,通过悬挂系统,车体会产生上下的振动。 此时,如果存在一个虚拟减震器,他始终处于工作状 态:当车体有上升趋势时他将提供一个向下的力来抵 御车体的向上运动;当车体有下降趋势时,他将提供 一个向下的力使得车体不会向下运动。
Wz (Wz110 Wz 210 ... Wzn10 )0.1
我国铁路平稳性的评定等级分为3级:
平稳性等级 1级 2级 3级 评定 优 良好 合格 客车平稳性指标 W<2.5 2.5<W<2.75 2.75<W<3 货车平稳性指标 W<3.5 3.5<W<4 4<W<4.25
主动控制的名词解释
![主动控制的名词解释](https://img.taocdn.com/s3/m/cd71667986c24028915f804d2b160b4e777f8169.png)
主动控制的名词解释现代科技的发展使得主动控制成为了一个广泛应用于各个领域的重要概念。
主动控制是指人们通过技术手段对某个系统、过程或者装置进行主动干预和调节,以达到特定的目标。
与被动控制不同,主动控制需要人为介入,通过采取主动措施来改变事物的状态和行为。
主动控制的基本原理是根据系统反馈信息,对其进行测量、分析和处理,然后根据结果采取相应的控制策略。
这种控制策略可以是连续的、离散的,也可以是开环的或闭环的。
控制策略的选择取决于系统的特点和控制的要求。
在自动化领域,主动控制的应用非常广泛。
例如,现代工业生产中的机器人,是通过控制系统来实现各种复杂的动作和工作任务。
主动控制系统采取感知、决策和执行的循环,通过传感器感知环境和操作情况,根据程序和算法进行决策,然后将结果指令传递给执行器。
这种循环过程可以不断地调整和优化,以适应不同的工作环境和任务要求。
另一个典型的主动控制应用是交通运输领域。
现代交通系统中的智能交通信号灯便是一种主动控制的实例。
通过实时感知路况、车辆流量和行人情况,信号灯系统可以智能地优化信号的时序和配时,以减少拥堵、提高交通效率,并确保行人的安全。
主动控制也在建筑工程中得到了广泛应用。
例如,智能办公楼通过集成建筑自动化系统,实现对照明、空调、通风等设备的集中控制和管理。
系统可以根据不同办公区域的使用情况和环境条件,灵活调节设备运行参数,以提供最佳的舒适度和能源效率。
除此之外,主动控制还被广泛应用于医疗、环境监测、军事等领域,为各种复杂的系统和过程提供了精准的控制手段。
主动控制的发展离不开计算机技术的飞速进步和通信网络的普及。
计算机的强大处理能力和快速反应能力为主动控制提供了重要的支撑。
同时,通过互联网和物联网等技术,不同系统和设备之间可以实现无缝连接和信息共享,进一步提高了主动控制的效能。
然而,主动控制也面临着一些挑战和问题。
复杂系统的建模和控制策略设计往往需要深入的专业知识和技术支持。
主动控制技术1
![主动控制技术1](https://img.taocdn.com/s3/m/7e76d50bbb68a98271fefa89.png)
造成运动模态耦合是由于升力和侧力的产 生是先通过旋转运动才能获得。设法通过 控制面的作用,保证产生轨迹运动时,不 产生姿态变化―这是设计的第二个出发点。 而这些控制面只能靠自动控制系统实现。
〖例〗对常规飞机
修正高度时: 先使 e 向上偏 e 0 M e 0 抬头力矩 飞机纵轴 ox 上转,此时 v 来不及转 0 产生升力增量 L>0,出现 v 向 上转,飞机高度↑;当高度达到给定值时, 还得实现上述过程的反操纵,修正过程慢, 机动能力不高,要是实现目标跟踪的话, 则易丢失目标。
m
其中:
X G X G / cA
为飞机重心在平均气动弦上的相对位置
X F X F / cA
为全机焦点在平均气动弦上的相对位置
常规布局飞机,( X G X F ) 0 且
∴ Cm 0 飞机为静稳定的。
CL 0
若 ( X G X F ) 0 时,(重心后移)则
边界控制(Limited Boundary Control)
阵风减缓GLA(Gust Load Alleviation)和乘座 品质控制RQC(Ride Quality Control)
机动载荷控制MLC(Maneuvering Load Control)
电传操纵系统与主动控制技术间的关系:
控制增稳系统 CAS
3 3
§2、放宽静稳定性RSS
一、什么是RSS
所谓放宽静稳定性,就是把飞机静稳定性 设计的比正常要求值小,甚至设计成是静 不稳定的。这种飞机在受到扰动或实施机 动是不够稳定或者不稳定的―这取决于静稳 定性放宽的程度,对这样的飞机一般要用 自动控制方法来补偿其静稳定性。包括纵 向与航向,主要讲放宽纵向静稳定性。 解决纵向静稳定度太大,操纵费力,飞机 机动性差的问题。
汽车主动安全控制技术
![汽车主动安全控制技术](https://img.taocdn.com/s3/m/aebf803dcc1755270722087d.png)
汽车主动安全控制技术汽车的安全性能分为主动安全性能和被动安全性能。
主动安全性能是指车辆防止事故发生的能力,主要依靠车辆底盘性能和相应避免事故发生的装置,例如制动、防滑、防燃、防撞、限速、报警、照明等。
被动安全性能是指车辆在事故发生时大幅减低碰撞强度的功能,以最大程度保护乘客,尽可能避免重大伤亡事故。
其主要依靠车身的抗变形和相应的安全措施,如车身强度、吸能结构、座椅强度、内部设施强度、安全带、逃逸出口、阻燃防毒内饰、消防设施等。
被动安全控制系统提高了汽车的被动安全性能。
比如当汽车发生交通事故后安全气囊的自动开启就属于被动安全控制。
汽车主动安全控制系统指以提高汽车的主动安全性能为主要目标的控制系统。
可理解为“防患于未然”。
重点是将车轮悬架、制动和转向的性能达到最好的程度,尽量提高汽车行驶的稳定性和舒服性,减少行车时所产生的偏差。
比如为了避免汽车紧急制动时车轮抱死发生危险事故而设计的ABS 防抱死控制系统。
我们要和被动安全控制系统区别开来。
至今汽车主动安全技术已有防抱死制动系统( ABS )、牵引力控制系统(TCS、ASR)、电子差速锁(EDS)、电子制动力分配系统(EBD)、电子稳定程序控制系统(ESP)等。
1、防抱死制动系统( ABS:Anti-Lock Brake System)当汽车在行驶时制动,尤其在潮湿、泥泞、冰雪路面等低附着系数路面快速行驶中进紧急制动时,车轮很容易抱死拖滑。
如果有一个以上车轮抱死,就会造成车轮侧滑甩尾、方向失控,导致车辆相撞,甚至造成车毁人亡的严重事故。
防抱死制动系统有效防止车轮抱死,以保持汽车的转向稳定性和操纵性,提高车轮与地面附着系数的利用率和缩短制动距离。
在制动时,ABS根据每个车轮速度传感器传来的速度信号,可迅速判断出车轮的抱死状态,关闭开始抱死车轮上面的常开输入电磁阀,让制动力不变,如果车轮继续抱死,则打开常闭输出电磁阀,这个车轮上的制动压力由于出现直通制动液贮油箱的管路而迅速下移,防止了因制动力过大而将车轮完全抱死。
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主动控制技术飞机主动控制技术主动控制技术(Active Control Technology),是由美国率先提出的一种飞机设计和控制技术。
从飞机设计的角度来说,主动控制技术就是在飞机设计的初始阶段就考虑到电传飞行控制系统对总体设计的影响,充分发挥飞行控制系统潜力的一种飞行控制技术。
F-16是世界上第一架采用主动控制思想设计的飞机。
采用主动控制技术的设计方法和常规设计方法有什么不同呢?我们就从常规的飞机设计方法谈起。
常规的飞机设计方法的过程是这样的:根据任务要求,考虑气动力、结构强度和发动机三大因素,并在它们之间进行折衷以满足任务要求,这样为获得某一方面的性能就必须在其他方面作出让步或牺牲,例如为实现更好的气动稳定性就必须在尾翼的重量和阻力方面付出代价。
折衷之后就确定了飞机的构形,再经过风洞吹风后,对飞机的各分系统(其中包括飞行控制系统)提出设计要求。
这里飞行控制系统和其他分系统一样,处于被动地位,其基本功能是辅助驾驶员进行姿态航迹控制。
常规设计方法的设计步骤而采用主动控制技术的设计方法则打破了这一格局,把飞行控制系统提高到和上述三大因素同等重要的地位,成为选型必须考虑的四大因素之一,并起积极作用。
在飞机的初步设计阶段就考虑全时间、全权限的电传飞行控制系统的作用,综合选形,选形后再对飞行控制系统以外的其他分系统提出设计要求。
这样就可以放宽对气动、结构和发动机方面的限制,依靠控制系统主动提供人工补偿,于是飞行控制由原来的被动地位变为主动地位,充分发挥了飞行控制的主动性和潜力,因而称这种技术为主动控制技术。
采用主动控制技术的设计方法的设计步骤正是由于采用主动控制技术的设计方法在选形和布局的过程中,都将控制系统作为一个主要因素来考虑,所以这种技术又被称作随控布局技术(Control Configured Veh icle)。
主动控制思想的出现是由两个因素促成的,一个是美国空军战略思想的改变,从要导弹不要飞机变成发展机动性好的空中优势战斗机,正是提高飞机机动性的努力使主动控制技术走向航空科技的前缘;第二个是现代自动飞行控制技术和电子计算机的迅速发展,为主动控制技术的实现奠定了物质基础。
从控制的角度来说,主动控制技术实际上是自动控制系统的反馈原理的应用和发展。
飞机上最早的应用就是自动驾驶仪,但早期的自动驾驶仪主要是为减轻驾驶员保持姿态、航向的工作负担,在飞行个可以接通或断开,因此它对飞机设计本身不产生直接影响。
随着超音速飞机的出现,产生了高空飞行气动阻尼不足的问题。
其中最突出的是航向稳定问题,为此采用了增稳系统造成人工阻尼来解决,由于增稳系统所阻尼的是频率较高的短周期振动,这是驾驶员来不及反应并进行手操纵的,因此增稳系统的功能是驾驶员无法取代的。
增稳系统的采用,减轻了飞机本身的设计任务,因此它的采用对飞机设计产生了直接影响。
这些增稳系统仍然采用机械系统来进行控制,然而在越南战争中,美军被击落的飞机中有30%是被地面炮火击中机械操纵系统而导致坠毁的,因此提出了电传操纵系统的概念。
正是电传操纵系统的运用,成为了主动控制技术的物质载体。
采用主动控制技术的飞机可以具有以下一些功能:1.放宽静稳定度2.实现直接力控制3.控制机动载荷4.控制突风载荷5.控制机体颤振6.采用综合火控/飞行/推力控制系统采用主动控制技术之后,对飞机的性能有很大提高,主要表现在:1.减小飞机尺寸,减轻结构重量,降低巡航阻力,增大航程;2.提高战斗机的机动性和完成作战任务的效率;3.减少结构疲劳损坏,延长使用寿命,改善乘座品质和着陆性能,减轻驾驶员工作负担;4.降低制造成本和维护费用;国外的第三代战斗机都广泛采用了主动控制技术,例如F-16,F-18,Su-27,Mig-29等等。
民航机也有采用主动控制技术的,例如波音777,空中客车A320等等。
主动控制技术功能简介在飞机总体设计阶段就主动把控制系统与气动布局、结构、发动机等进行协调,从而提高飞行性能、改善飞行品质的反馈控制技术。
又称随控布局技术。
它是20世纪70年代出现电传操纵系统控制后迅速发展起来的一项新技术。
主要内容包括:放宽静稳定性控制按传统办法,飞机是靠平尾使其焦点位于质心之后以获得静稳定性,往往为此要付出增大平尾、加长机身、增加重量的代价,而且超音速飞行时焦点过于靠后,机动性也差。
此项控制,是将飞机设计成仅超音速飞行时为静稳定的,亚音速飞行时由控制系统根据干扰信号驱动平尾,产生恢复力矩,提供人工稳定。
机动载荷控制按传统办法,轰炸机也按机动过载设计,致使长时间的巡航飞行中机翼抗弯强度有富余。
现将机翼承载能力按巡航要求设计,机动飞行时,通过控制系统驱动有关操纵面,使机翼升力分布中心向翼根移动,保证净增升力满足需要,翼根弯矩又不致增大,从而减轻结构重量,提高巡航经济性。
歼击机仍按机动过载设计,但机动飞行时,控制机翼升力沿展向按椭圆形规律分布,来减小诱导阻力和延缓气流分离,以此增大单位剩余功率和抖振升力系数,提高机动性。
颤振抑制控制防止机翼、尾翼颤振,传统办法是加厚蒙皮和增设配重。
现改为在机翼、尾翼上安装加速度计感受振动信号,以此驱动有关操纵面按一定规律偏转,产生阻尼气动力来抑制颤振,因而减轻了结构的重量。
阵风载荷控制阵风或大气紊流使飞机产生颠簸,增加结构疲劳,降低乘坐品质,影响武器投射精度。
此项控制,是在飞机适当部位安装加速度计来测得干扰信号,以此控制相应的操纵面偏转,增加状态阻尼,使因阵风或大气紊流引起的机翼升力变化减小。
直接力控制按传统办法飞机重心沿立轴、横轴的运动,是依靠力矩操纵来改变力间接控制的,即为姿态运动和轨迹运动的耦合。
采用直接力控制的飞机上,通过增设水平前翼、垂直前翼,利用控制系统使它们与水平尾翼、方向舵协调偏转,可产生纯升力、纯侧力,从而解除上述耦合现象,减小操纵反应的时间滞后,提高了飞机的机动性和武器投射的命中率。
主动控制技术除上述几项外,还应用到综合飞行/推力控制、综合火力与飞行控制系统等方面。
主动控制技术历史版本主动控制技术主动控制技术(Active Control Technology),是由美国率先提出的一种飞机设计和控制技术。
从飞机设计的角度来说,主动控制技术就是在飞机设计的初始阶段就考虑到电传飞行控制系统对总体设计的影响,充分发挥飞行控制系统潜力的一种飞行控制技术。
F-16是世界上第一架采用主动控制思想设计的飞机。
采用主动控制技术的设计方法和常规设计方法有什么不同呢?我们就从常规的飞机设计方法谈起。
常规的飞机设计方法的过程是这样的:根据任务要求,考虑空气动力、结构强度和发动机三大因素,并在它们之间进行折衷以满足任务要求,这样为获得某一方面的性能就必须在其他方面作出让步或牺牲,例如为实现更好的气动稳定性就必须在尾翼的重量和阻力方面付出代价。
折衷之后就确定了飞机的构形,再经过风洞吹风后,对飞机的各分系统(其中包括飞行控制系统)提出设计要求。
这里飞行控制系统和其他分系统一样,处于被动地位,其基本功能是辅助驾驶员进行姿态航迹控制。
常规设计方法的设计步骤而采用主动控制技术的设计方法则打破了这一格局,把飞行控制系统提高到和上述三大因素同等重要的地位,成为选型必须考虑的四大因素之一,并起积极作用。
在飞机的初步设计阶段就考虑全时间、全权限的电传飞行控制系统的作用,综合选形,选形后再对飞行控制系统以外的其他分系统提出设计要求。
这样就可以放宽对气动、结构和发动机方面的限制,依靠控制系统主动提供人工补偿,于是飞行控制由原来的被动地位变为主动地位,充分发挥了飞行控制的主动性和潜力,因而称这种技术为主动控制技术。
采用主动控制技术的设计方法的设计步骤正是由于采用主动控制技术的设计方法在选形和布局的过程中,都将控制系统作为一个主要因素来考虑,所以这种技术又被称作随控布局技术(Control Configured Vehicle)。
主动控制思想的出现是由两个因素促成的,一个是美国空军战略思想的改变,从要导弹不要飞机变成发展机动性好的空中优势战斗机,正是提高飞机机动性的努力使主动控制技术走向航空科技的前缘;第二个是现代自动飞行控制技术和电子计算机的迅速发展,为主动控制技术的实现奠定了物质基础。
从控制的角度来说,主动控制技术实际上是自动控制系统的反馈原理的应用和发展。
飞机上最早的应用就是自动驾驶仪,但早期的自动驾驶仪主要是为减轻驾驶员保持姿态、航向的工作负担,在飞行个可以接通或断开,因此它对飞机设计本身不产生直接影响。
随着超音速飞机的出现,产生了高空飞行气动阻尼不足的问题。
其中最突出的是航向稳定问题,为此采用了增稳系统造成人工阻尼来解决,由于增稳系统所阻尼的是频率较高的短周期振动,这是驾驶员来不及反应并进行手操纵的,因此增稳系统的功能是驾驶员无法取代的。
增稳系统的采用,减轻了飞机本身的设计任务,因此它的采用对飞机设计产生了直接影响。
这些增稳系统仍然采用机械系统来进行控制,然而在越南战争中,美军被击落的飞机中有30%是被地面炮火击中机械操纵系统而导致坠毁的,因此提出了电传操纵系统的概念。
正是电传操纵系统的运用,成为了主动控制技术的物质载体。
采用主动控制技术的飞机可以具有以下一些功能:1.放宽静稳定度2.实现直接力控制3.控制机动载荷4.控制突风载荷5.控制机体颤振6.采用综合火控/飞行/推力控制系统采用主动控制技术之后,对飞机的性能有很大提高,主要表现在:1.减小飞机尺寸,减轻结构重量,降低巡航阻力,增大航程;2.提高战斗机的机动性和完成作战任务的效率;3.减少结构疲劳损坏,延长使用寿命,改善乘座品质和着陆性能,减轻驾驶员工作负担;4.降低制造成本和维护费用;国外的第三代战斗机都广泛采用了主动控制技术,例如F-16,F/A-18,苏-27,米格-29等等。
民航机也有采用主动控制技术的,例如波音777客机,空中客车A320客机等等。