典型飞行控制系统

三、典型飞行控制系统

1、已知某飞机的传递函数是：

)

69.19.0()4.0(5.1)

()

(2

+++-=

∆∆Z s s s s s s δϑ，其俯仰姿态角控制系统的

控制规律为：∙

Z Z Z ∆K +∆-∆K =∆+T ∙

ϑ

ϑϑδϑ

ϑ

δ)()1(g s 。 （1）由控制规律画出相应的系统结构图；

（2）要控制该飞机舵回路的时间常数应作何限制？ （3）若飞机受到常值力矩92

.0=∆M

Z γ

公斤*米，已知 Z

Z

M

δ=-1.15公斤*米/度，若要求

稳定后其静差

s θ∆<0

1 ，应对Z K ϑ 作何限制；

（4）若要保证该系统的动态性能，应如何选取Z

∙

K

ϑ

的值。

（5）分析在垂直向上风干扰下，系统的动态相应过程以及稳态情况。 2、已知某飞机的传递函数是：

)

47.15.1()59.0(2.1)

()(2

+++-=

∆∆Z s s s s s s δϑ，其俯仰姿态角控制系统的控

制规律为：∙

Z Z Z ∆K +∆-∆K =∆+∙

ϑϑϑδϑ

ϑ

)()11.0(g s 。 （1）由控制规律画出相应的系统结构图；

（2）求出内回路闭环传递函数，并绘制随参数∙

Z

K

ϑ

变化的根轨迹图，并求取

值时的使∙

Z

K

=ϑ

ξ87.0以及此时三个内回路闭环极点值；

（3）求出外回路闭环传递函数，并绘制随参数ϑZ

K

变化的根轨迹图，并求取

值时的使ϑξZ

K

=8.0以及此时三个外回路闭环极点值；

（4）采用根轨迹方法分析舵回路时间常数对飞行控制系统工作性能的影响；

（5）分析参数∙

Z

K ϑ

与ϑZ

K

之间的关系。

●

自动驾驶仪有哪几个工作回路？

(1）同步回路 (2)舵回路 (3)稳定回路 (4)控制回路 ● 俯仰阻尼器的作用是什么？

用来改善飞机的纵向短周期运动的阻尼特性 ● 滚转阻尼器的作用是什么？

用来改善飞机—阻尼器系统的滚转特性

● 什么是控制增稳系统？其作用是什么？

不牺牲操纵性来提高飞机的阻尼比和固有频率，又可以解决非线性操纵指令问题 ● 飞行高度控制系统需要 最基本的信号？

需要直接测量飞行高度，使用高度差传感器，根据高度差的信息来直接控制飞机的飞行姿态，从而改变航迹请教，以实现对飞行高度的闭环稳定和控制

●飞机进近过程中，按一定的下滑坡度下滑，此时飞机的水平速度一般为？下滑角度一般

为？垂直速度一般为？

下滑速度：70~80 m/s

下滑角度：-2.5°~ -3.5°

垂直速度：-3.5 ~ -4.5 m/s

●飞机接地速度一般为？

接地速度：-0.5~ -0.6 m/s

●自动拉平着陆系统的作用是？拉平轨迹的变化规律为？

为了使下降速度能够随高度降低而成比例减小，在理想情况下，当下降速度为零时，高度也恰好为零

拉平轨迹的变化规律：h（t）=h0e-t/t+th1 (接地速度)

●什么是协调转弯？飞机向左协调转弯时，副翼、方向舵、升降舵？

飞机在水平面内连续改变方向，保证偏航角与滚转运动两者耦合影响最小，并能保持飞行高度的一种机动动作称为协调转弯

升降舵：向上偏

副翼：左上右下，进行负向滚转

方向舵：左偏，防止侧滑

●速度控制方案有几种，其实质分别是？自动驾驶仪与自动油门系统在飞机的控制过程中

如何协调配合？

两种方案：⑴通过升降舵偏转来改变俯仰角从而实现速度控制：实质是调整重力在飞行速度方向上投影的变化

⑵自动油门系统：通过改变油门大小，改变发动机推力实现控制速度

四、电传操纵系统与余度技术

⏹什么是电传操纵系统，其优缺点是什么？

电传操纵系统是一种没有机械操纵系统，将驾驶员的操纵装置发出的信号转变成电信号，按照一定的规律和原理构成的飞机操纵系统。

优缺点：⑴靠电信号传递飞行员操纵指令，因而在这种系统中不再含机械操纵系统。

⑵把控制增稳系统作为这一系统不可分割的一个组成部分，系统可以利用全权限来

改善飞行品质，优于传统的控制增稳系统。

⑶系统配置多余度，以保证不亚于机械操纵系统的可靠性，而且应保证二次故障下

正常工作。目前一般要求失效率不大于10-7次／飞行小时。

⏹什么是余度系统？它有哪些功能？

余度系统是执行同一指令或完成同一任务的多重(套)系统。并且应具备如下功能：

⑴对系统各组成部分进行监控；（故障监控）

⑵对故障部件进行隔离，不使其危及系统的安全运行；（故障隔离）

⑶在故障部件隔离后，系统应具有重构的能力，以保证系统继续正常运行。（系统重构）

3、什么叫非相似余度？输入、选择、监控器的作用是什么？其基本余度算法有哪些？

非相似余度就是采用完全不同的硬件和软件来组成余度通道，产生和监控飞行控制信号，从而可以避免多通道余度系统的共点故障

⏹什么是备份系统，有什么缺点？

当电传操纵系统由于系统主要余度部件（如重要的传感器、计算机处理器等）完全失效时，或电传系统受到环境因素（如雷电或电磁干扰等）以及软件共点故障的影响完全失效时，保证飞机具有所要求的生存能力。