【正文】 1 優(yōu)異 無需補償 6 很差但容許的缺陷 廣泛補償 2 微不足道的缺陷 無需補償 7 較大缺陷 最大可允許補償 3 輕度不愉快的缺陷 極小補償 8 較大缺陷 相當(dāng)大的補償 4 較小不快的缺陷 中度補償 9 較大缺陷 激烈的補償 5 中等缺陷 相當(dāng)大補償 10 重大缺陷 失去部分操縱 149 開環(huán)相位余量 fM ?開環(huán)幅頻特性曲線與橫軸相交對應(yīng)的頻率下，相頻特性離開 180?的相位。 )1)(1)(2()2)(1()()()(2222SRdddrrTSTSSSSSTSASSSGr????????????????bbbbbbb?b? Nd ?2113 側(cè)滑角 —方向舵反饋的根軌跡 ? 荷蘭滾模態(tài)和滾轉(zhuǎn)收斂模態(tài)特性都得以改善； ? 螺旋模態(tài)穩(wěn)定性降低； ? 加入 反饋可以使系統(tǒng)穩(wěn)定性進一步增加。 Lr主要影響螺旋模態(tài)。 103 側(cè)滑角 —副翼反饋 ? 由于副翼操縱會產(chǎn)生滾轉(zhuǎn)和偏航兩個力矩 L?a, N?a ，因此在副翼通道引入側(cè)滑角反饋會產(chǎn)生兩個附加的力矩導(dǎo)數(shù)的增量 ?Lb, ?Nb。 縱向穩(wěn)定器 縱向阻尼器 飛機閉環(huán)動態(tài)特性 ——橫航向反饋控制及其閉環(huán)特性 91 橫航向主要問題 ?荷蘭滾模態(tài)頻率不足 ?荷蘭滾模態(tài)阻尼不足 ?滾轉(zhuǎn)阻尼不足 (滾轉(zhuǎn)收斂模態(tài)時間常數(shù)大 ) ?盤旋過程中出現(xiàn)側(cè)滑 ?滾轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)側(cè)滑 92 橫航向運動參數(shù)及控制面 運動參數(shù)（反饋信號） 控制面 傾斜角 滾轉(zhuǎn)角速度 偏航角速度 偏航角 側(cè)滑角 側(cè)向加速度 f p r ? b ny (ay ) 副翼偏角 aileron 方向舵偏角 rudder 差動平尾 ?a 右副翼下偏為正 ?r 方向舵右偏為正 ??e 93 橫航向傳遞函數(shù) ——副翼控制 )1)(1)(2()2()()()(2222SRdddaaTSTSSSSSASSSGa???????????????b bbbbb?)1)(1)(2()2()()()(2222SRdddaaTSTSSSSSASSSGa???????????????f fffff?)1)(1)(2()2)(1()()()(2222SRdddrrrrararTSTSSSSSTSASSrSGa?????????????????)1)(1)(2()2()()()(2222SRdddpppapapTSTSSSSSSASSpSGa????????????????94 橫航向傳遞函數(shù) ——方向舵控制 )1)(1)(2()2)(1()()()(2222SRdddrrTSTSSSSSTSASSSGr????????????????bbbbbbb?)1)(1)(2()2()()()(2222SRdddrrTSTSSSSSASSSGr???????????????f fffff?)1)(1)(2()2)(1()()()(2222SRdddrrrrrrrrTSTSSSSSTSASSrSGr?????????????????)1)(1)(2()2)(1()()()(2222SRdddpppprprpTSTSSSSSTSASSpSGr?????????????????95 滾轉(zhuǎn)角 —副翼反饋 K f G f ? a （ S ）f c－f e ? a f??a=Kf(fc－ f) ??L=L?a?a=L?aKf(fc－ f) ? Lf=－ L?aKf0 ? 滾轉(zhuǎn)角 —副翼反饋相當(dāng)于產(chǎn)生了新的導(dǎo)數(shù) Lf 96 滾轉(zhuǎn)角 —副翼傳遞函數(shù)的簡化 )1)(1)(2()2()()()(2222SRdddaaTSTSSSSSASSSGa???????????????f fffff?? 通常飛機設(shè)計過程中，應(yīng)盡量使飛機在主要飛行狀態(tài)下（ ?f， ?f）與（ ?d， ?d）靠近。 ? 法向加速度反饋需要解決的問題： 當(dāng)存在俯仰角速率的變化率時： 因此，需要將加速度傳感器安裝在飛機質(zhì)心上或在質(zhì)心前后對稱位置安裝兩個傳感器。 )()1)(1()( 21STSTSASG UUUU E ?????69 速度反饋的閉環(huán)根軌跡 速度反饋的效果： ? 改善長周期模態(tài)特性，阻尼比增加。39。 35 典型環(huán)節(jié)的對數(shù)頻率特性 ? G=K 比例環(huán)節(jié) 0 . 1 1 . 0 1 0 1 0 0?2 0 l o g 1 0 A ( d B )0 . 1 1 . 0 1 0 1 0 0?? ( d e g )2 0 l o g 1 0 K0 . 1 1 . 0 1 0 1 0 0?2 0 l o g 1 0 A ( d B )0 . 1 1 . 0 1 0 1 0 0?? ( d e g )2 0 d B / d e c 9 0 d e g0 . 1 1 . 0 1 0 1 0 0?2 0 l o g 1 0 A ( d B )0 . 1 1 . 0 1 0 1 0 0?? ( d e g )4 0 d B / d e c1 8 0 d e g?G=1/(1+TS) 一階滯后 (慣性 ) ?G=1/(1+2?S/?+S2/?2) 振蕩環(huán)節(jié) 36 手繪 Bode圖的過程 )20)(1(3???SSS37 手繪 Bode圖的過程 左側(cè)漸進線有問題 38 手繪 Bode圖的過程 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0Magnitude (dB)101100101102103 9 0 4 50Phase (deg)B o d e D ia g r a mFr e q u e n c y ( r a d / s e c )將 S以 0代入 G 39 控制系統(tǒng)組成 ? 飛機本體 ? 駕駛員 ? 傳感器 ? 舵回路 ? 控制系統(tǒng) ? 機械 ? 模擬式電傳 ? 數(shù)字式電傳 ? 光傳 ? 陀螺 ? 三自由度陀螺 (角度 ) ? 二自由度陀螺 (角速度 ) ? 加速度計 (測量過載 ) ? 空速管 ? 氣流角度 (迎角、側(cè)滑角 ) ? 速度、 M數(shù) ? 高度傳感器 ? 氣壓 ? 無線電 ? 大氣計算機 40 作業(yè) ?自學(xué)第一章： 167。 飛機本體 發(fā)動機 …… 武器系統(tǒng) 飛行控制 需求分析，任務(wù)分解 飛機綜合評估 15 內(nèi)容 ?引論 ?飛行控制系統(tǒng)概述 (自學(xué) ) ?飛機的閉環(huán)動態(tài)特性 ?人機閉環(huán)系統(tǒng)分析 ?各類飛行控制系統(tǒng)的分析 16 考核 ?課堂、作業(yè)： 40% ?考試（閉卷）： 60% 背景知識 18 控制過程的描述 ? 飛行控制（駕駛員操縱飛機）過程的物理描述 ? 開環(huán)操縱 ? 閉環(huán)操縱 飛 行 員 控 制 系 統(tǒng) 飛 機 本 體F s? e舵 偏 角桿 位 移 運 動 參 數(shù)?飛 行 員 控 制 系 統(tǒng) 飛 機 本 體F s ? e舵 偏 角桿 位 移 運 動 參 數(shù)?? c o m? ?外 環(huán)內(nèi) 環(huán)測 量 及 顯 示－19 傳遞函數(shù) ?線性系統(tǒng) ?零初始條件下拉氏變換 ?輸出量比輸入量 ?優(yōu)點： ? 將時域轉(zhuǎn)換成頻域 ? 將微分方程轉(zhuǎn)換為代數(shù)方程 20 彈簧振子系統(tǒng) mSFSYmkSmfS )()()( 2 ????222 211)()()(??? ???????SSmkSmfSSFSYSGmkfmk2, ?? ??ymyfykFF y ??? ???????myFymkymfy )(??? ???mkfyF零初值拉氏變換 21 彈簧振子的振蕩成因 彈簧的 位移擾動 恢復(fù)力 彈簧系數(shù) k 阻尼力 阻尼系數(shù) f 阻尼 mkfx頻率 mfmknn 2, ?? ???形成振蕩的因素決定了系統(tǒng)頻率 阻礙振蕩的因素決定了系統(tǒng)阻尼 22 縱向模態(tài)的物理成因 ?a0 )(, aaLCGL?)(, aaMIMy? q qM?? ?sinG?V頻率 頻率 阻尼 uXu阻尼 短周期 長周期 23 ?b0 Lbb0 Nbb0 Lrr0 ?b0 ?f0 Lpp0 滾轉(zhuǎn) 收斂 Npp0 Nrr0 p0 p0 0p?0r? r0 荷蘭滾模態(tài) 荷蘭滾 頻率 ?f0 ?0 螺旋模態(tài) Gsinf0 ?b0 Ybb0 荷蘭滾阻尼 荷蘭滾阻尼 24 飛機的振蕩模態(tài) 振蕩模態(tài) 頻率的決定因素 阻尼的決定因素 彈簧振子 彈簧系數(shù) 阻尼系數(shù) 短周期 縱向靜穩(wěn)定導(dǎo)數(shù) Ma 縱向阻尼導(dǎo)數(shù) Mq 長周期 以 Zu為主 以 Xu為主 荷蘭滾 航向靜穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù) Nb 偏航阻尼導(dǎo)數(shù)等 Nr、 Yb 25 閉環(huán)系統(tǒng) G ( S )kX ( S ) Y ( S )_)(1)()(SGSGSW??)()()(SDSNSG ?)()()()(SNSDSNSW??)()()()(SNkSDSNSW???單位負(fù)反饋（ k=1）的傳遞函數(shù) 若 則 對于反饋系數(shù)為 k的負(fù)反饋 26 反饋控制的特點 ? 采用反饋控制不改變傳遞函數(shù)的分子多項式N(S)，僅改變分母多項式（特征方程） ? 從物理角度講，反饋控制改變了模態(tài)特性，而對模態(tài)比沒有影響。飛機飛行控制 緒論 3 飛行控制的歷史 ? 1891年，海諾姆 .馬克西姆設(shè)計并制造的飛機已經(jīng)裝有用于改善縱向穩(wěn)定性的控制系統(tǒng)。就是說，加入反饋后飛機各運動參數(shù)之間的幅值比和相位差不變。 1－ 3 ～ 167。)(???????????正常情況下： 0,0,0039。 ? 短周期阻尼變化不大，當(dāng)反饋系數(shù)過大時，短周期模態(tài)特性惡化，頻率下降。 qXmama azz ???39。其目的是使飛機在控制滾轉(zhuǎn)角過程中，減小荷蘭滾模態(tài)的影響。 ? 其中，以 ?Lb為主，相當(dāng)于改善了橫向靜穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù)。 )(,)(00rrSRppR LNNLUgUgNNLL ?????bbbb ???偏航角速率－副翼產(chǎn)生的 ?Nr較小 。 I mR eRT1?ST1?),(dd??11bT?