第五章-1 阻尼器与增稳系统

概述---典型飞行控制系统的构成

四个基本组成：
测量部件：测量飞行控制所需的飞机运动参数。 信号处理部件：将测量信号加以处理，形成符合控制要求的信 号和飞行自动控制规律---飞控计算机及外围 信号调理电路 。 放大部件：放大处理，以驱动执行机构。 执行机构：驱动舵面偏转。
概述---典型飞行控制系统的分类

性能分析：
无阻尼器传递函数：
无阻尼器静态增益：
阻尼器
俯仰阻尼器

性能分析：
有阻尼器传递函数：
有阻尼器静态增益： 固有频率：
阻尼比：
阻尼器
俯仰阻尼器

性能分析： 适当选择阻尼器的控制率增益 改善飞机的阻尼特性。 可增大阻尼比 ，
增大阻尼后，可使飞机的固有频率 与其对阻尼比 的影响比较要小。
略有增加，但
纵向短周期运动的阻尼比主要取决于 飞机自身俯仰阻尼力矩的值。
，
反映
通过反馈俯仰角的变化率来增大俯仰阻尼力矩，是 提高飞机的纵向短周期运动阻尼比的有效途径。
阻尼器
俯仰阻尼器
俯仰阻尼器的控制率为： 通常写成： 升降舵产生的力矩实际上等效于俯仰阻尼 力矩，因此相当于等效的增加了飞机的阻 尼比。
阻尼器
俯仰阻尼器
阻尼器
俯仰阻尼器

存在问题： 增益 的调参问题
均随着飞行高度和空速变化，因此 变化进行相应的调整。
应随飞行状态
阻尼器
俯仰阻尼器

存在问题： 惯性对阻尼器系统的影响 考虑舵回路和阻尼器的惯性时，其控制规律为：
阻尼器
俯仰阻尼器

存在问题： 串联舵Biblioteka Baidu控制权限的影响 再考虑到驾驶员的操纵，俯仰阻尼器的控制规律为：

三个反馈回路：舵回路、稳定回路和控制（制导）回路
典型稳定回路 测量部件+舵回路=自动驾驶仪 自动驾驶仪+飞机=稳定回路---稳定和控制飞机姿态
概述---典型飞行控制系统的构成

三个反馈回路：舵回路、稳定回路和控制（制导）回路
典型飞行控制系统回路 稳定回路+飞机重心位置测量部件+运动动力学 稳定和控制飞机的运动轨迹
系统的静操纵性 随着阻尼比 增大而减小，即 以牺牲了静操纵性换来阻尼比的改善。
阻尼器
俯仰阻尼器

存在问题： 飞机水平转弯，由于存在俯仰角速度增量： 俯仰阻尼器将产生附加舵偏角。 ，
解决方法：水平转弯时，俯仰角速度增量 为低频信号， 可以应用配平舵机并加入清洗网络（高通滤波器）滤掉速率 陀螺输出信号的稳定分量，使稳定水平盘旋或者转弯飞行时 产生 不影响俯仰阻尼器工作。
俯仰阻尼器的主要作用？其性能分析如何？

如何解决飞机水平转弯，引起附加俯仰角速度增量的问题？
第五章 典型飞行控 制系统分析
概述 阻尼器与增稳系统
南京航空航天大学金城学院 赵宾 2010，11
概述---典型飞行控制系统的构成

三个反馈回路：舵回路、稳定回路和控制（制导）回路
典型舵回路 位置反馈：使控制信号与舵机输出信号成比例关系。 速度反馈：增大舵回路的阻尼，改善舵回路动态特性。
概述---典型飞行控制系统的构成

四个基本分类： 阻尼器
增稳系统
控制增稳系统 自动驾驶仪
阻尼器与增稳系统

飞机所执行任务越来越高，飞行包线不断扩大，飞机性能 急剧变坏。
eg：高空空气稀薄，飞机阻尼力矩变小，阻尼比下降，角运动强 烈摆动。 安装简单的飞行控制系统---阻尼器和增稳系统 阻尼器和增稳系统无需建立基准工作状态。
阻尼器
增稳系统

采用阻尼器可以提高系统的阻尼比，但是对固有频率影响 不大。 现代战斗机大迎角下飞行，纵向静稳定性导数 随 迎角的增大而变大，甚至变为正值，使飞机的纵向静稳定性 变差，因此必须采用增稳系统来改善飞机的稳定性。

课后习题

典型飞行控制系统一般由哪三个反馈回路构成？


阻尼器的功能是什么？如何实现？

以飞机的角速度作为反馈信号，稳定飞机的角速度，相当 于增大飞机的阻尼，抑制振荡，改善飞机的性能。 飞机的姿态运动分解为绕三个机体轴的角运动，因此以姿 态角变化量为被控变量的阻尼器也分为俯仰阻尼器、滚转 阻尼器和偏航阻尼器。

飞机俯仰阻尼器系统的方框图
阻尼器
俯仰阻尼器

主要作用：改善飞机的纵向短周期运动的阻尼特性。 工作原理和控制规律：