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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2010，11三个反馈回路：舵回路、稳定回路和控制（制导）回路概述---典型飞行控制系统的构成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。三个反馈回路：舵回路、稳定回路和控制（制导）回路概述---典型飞行控制系统的构成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三个反馈回路：舵回路、稳定回路和控制（制导）回路概述---典型飞行控制系统的构成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四个基本组成：概述---典型飞行控制系统的构成测量部件：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。四个基本分类：概述---典型飞行控制系统的分类阻尼器增稳系统控制增稳系统自动驾驶仪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。阻尼器与增稳系统阻尼器和增稳系统无需建立基准工作状态。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。阻尼器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主要作用：改善飞机的纵向短周期运动的阻尼特性。阻尼器俯仰阻尼器工作原理和控制规律：纵向短周期运动的阻尼比主要取决于，反映飞机自身俯仰阻尼力矩的值。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可增大阻尼比，改善飞机的阻尼特性。增大阻尼后，可使飞机的固有频率略有增加，但与其对阻尼比的影响比较要小。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。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，因此应随飞行状态变化进行相应的调整。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：串联舵机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：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？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？