【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ag Axis65 特殊情況 ——短周期發(fā)散 wqwwqwMUMZaMUMZaaSaSS020121239。)(39。39。39。)(???????????正常情況下： 0,0,0039。02??qaaqaMZMMUMZaa若 Ma0，則可能 a2’0，短周期耦合成一正一負(fù)兩個(gè)實(shí)根。 這對(duì)應(yīng)于飛機(jī)失去縱向靜穩(wěn)定性（ Ma ）的情況，對(duì)于放寬靜穩(wěn)定性技術(shù)（ RSS， Relaxed Static Stability），采用俯仰角＋俯仰角速率反饋可以達(dá)到一定效果，但更為直接的解決方案是加入迎角或法向過載反饋。 短周期近似特征方程： 66 短周期發(fā)散時(shí)的俯仰角＋角速率反饋 I mR e),(pp??11?T?21?T??T1?21spT?11spT?67 短周期發(fā)散的算例 1 0 8 6 4 2 0 22 1 . 51 0 . 500 . 511 . 52R o o t L o cu sR e a l A xi sImag Axis 0 . 2 0 . 1 5 0 . 1 0 . 0 5 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 0 . 1 5 0 . 1 0 . 0 500 . 0 50 . 10 . 1 50 . 2R o o t L o cu sR e a l A xi sImag Axis68 速度反饋 ? 速度是一個(gè)長(zhǎng)周期參數(shù)，因此可以推論引入速度反饋可以改變長(zhǎng)周期穩(wěn)定性。同為長(zhǎng)周期參數(shù)的俯仰角，其反饋可以改變長(zhǎng)周期特性，但俯仰角同時(shí)也是短周期參數(shù)，俯仰角反饋同時(shí)會(huì)對(duì)短周期特性帶來(lái)不利影響。 ? 類似俯仰角速率 q反饋的分析，將速度反饋到升降舵可以增加附加的力矩導(dǎo)數(shù) ?Mu。 ? 另一種分析方法，由 可見，采用速度反饋可以改變特征方程a2， a3， a4三個(gè)系數(shù)，從而改變長(zhǎng)周期特性。 )()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(zhǎng)周期模態(tài)特性，阻尼比增加。 ? 短周期阻尼變化不大，當(dāng)反饋系數(shù)過大時(shí)，短周期模態(tài)特性惡化，頻率下降。 I mR e),(spsp??),(pp??11UT?21UT?70 算例 ——速度反饋 1 0 5 0 5 5 0 4 0 3 0 2 0 1 001020304050R o o t L o cu sR e a l A xi sImag Axis 0 . 1 4 0 . 1 2 0 . 1 0 . 0 8 0 . 0 6 0 . 0 4 0 . 0 2 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 1 0 . 0 500 . 0 50 . 10 . 1 5R o o t L o cu sR e a l A xi sImag AxisKv= 71 速度＋加速度反饋 G U ? e （ S ）－? e U)1(UUTSK ?? e cI mR e),(spsp??),(pp??11UT?21UT?UT1?加速度反饋的效果： ? 通過合理選擇 TU及KU，可以同時(shí)改善長(zhǎng)短周期模態(tài)特性 72 算例 ——速度＋加速度反饋 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 0 10 4 0 3 0 2 0 1 0010203040R o o t L o cu sR e a l A xi sImag Axis 0 . 1 4 0 . 1 2 0 . 1 0 . 0 8 0 . 0 6 0 . 0 4 0 . 0 2 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 1 0 . 0 500 . 0 50 . 10 . 1 5R o o t L o cu sR e a l A xi sImag Axis73 迎角反饋 ??e=Ka?a ??M=M?e?e=M?eKa?a =M?eKa(a? ac) ??Ma=M?eKa0 ? 迎角反饋增加了縱向靜穩(wěn)定性 G a ? e ( S )－a c ? e a－ K a)2)(2()2)(1()()()(222222pppspspspe SSSSSSTSASSSGe ??????????a aaaaaa? ?????????74 迎角反饋的根軌跡 迎角反饋的效果： ? 對(duì)長(zhǎng)周期模態(tài)特性影響較小。 ? 增加短周期模態(tài)頻率，同時(shí)減小了短周期的阻尼比。（通?？梢酝瑫r(shí)引入俯仰角速率反饋以改善阻尼比） I mR e),(spsp??),(pp??aT1?),(aa??75 算例 ——迎角反饋 8 0 0 7 0 0 6 0 0 5 0 0 4 0 0 3 0 0 2 0 0 1 0 0 0 2 5 0 2 0 0 1 5 0 1 0 0 5 0050100150200250R o o t L o cu sR e a l A xi sImag Axis 3 . 5 3 2 . 5 2 1 . 5 1 0 . 5 0 0 . 5 1 1 . 56420246R o o t L o cu sR e a l A xi sImag Axis 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0x 1 03 0 . 1 0 . 0 8 0 . 0 6 0 . 0 4 0 . 0 200 . 0 20 . 0 40 . 0 60 . 0 80 . 1R o o t L o cu sR e a l A xi sImag Axis76 迎角反饋與俯仰角反饋的比較 迎角反饋 俯仰角反饋 改善短周期模態(tài)特性 通過俯仰角＋俯仰角速率反饋也可以改善短周期模態(tài)特性 對(duì)長(zhǎng)周期模態(tài)特性影響較小 可以改善長(zhǎng)周期模態(tài)的特性 飛機(jī)的反應(yīng)與迎角相對(duì)應(yīng) 飛機(jī)的反應(yīng)與俯仰角相對(duì)應(yīng) 77 放寬靜穩(wěn)定性技術(shù) Ma放 寬 靜 穩(wěn) 定 性 的 飛 機(jī)常 規(guī) 飛 機(jī)78 放寬靜穩(wěn)定性的好處及補(bǔ)償 ? 提高飛機(jī)升阻比 ? 提高飛機(jī)加速能力 ? 提高飛機(jī)機(jī)動(dòng)能力 ? 減輕飛機(jī)設(shè)計(jì)重量 ?…… ? 通常采用迎角或法向過載反饋來(lái)補(bǔ)償飛機(jī)的靜穩(wěn)定性。 79 示例 ——靜不穩(wěn)定飛機(jī)的迎角反饋 2 5 2 0 1 5 1 0 5 054321012345R o o t L o c u s E d i t o r ( C )R e a l A x i sImag Axis 0 . 1 0 . 0 8 0 . 0 6 0 . 0 4 0 . 0 2 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 4 0 . 0 3 0 . 0 2 0 . 0 100 . 0 10 . 0 20 . 0 30 . 0 40 . 0 5R o o t L o c u s E d it o r ( C )R e a l A x isImag Axis 4 5 4 0 3 5 3 0 2 5 2 0 1 5 1 0 5 0 5 2 0 1 5 1 0505101520R o o t L o c u s E d it o r ( C )R e a l A x isImag Axis80 法向加速度反饋 ? 由于迎角在飛行過程中不易測(cè)量準(zhǔn)確，因此通常以法向加速度（過載）反饋代替迎角反饋。 ? 由法向力方程 若忽略 Z?e?e項(xiàng)，則迎角與 az有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此理論上可以用 az反饋代替迎角反饋。 ? 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(shí)： 因此，需要將加速度傳感器安裝在飛機(jī)質(zhì)心上或在質(zhì)心前后對(duì)稱位置安裝兩個(gè)傳感器。 qXmama azz ???39。ez eZZma ?a ?a ??81 法向加速度的傳遞函數(shù) )()1)(1)(1()]()([)()]()([)()()()()(321002SDTSTSTSSAUSGSGSSUSSSSSHSSSaSGHHHHeeezaeeez??????????a?????a???實(shí)際使用中，多以法向過載代替法向加速度作為反饋信號(hào) zz agn1??82 法向加速度反饋的根軌跡 I mR e),(spsp??),(pp??31HT?21HT?11HT?法向過載反饋效果： ? 對(duì)長(zhǎng)周期模態(tài)特性影響較小。 ? 增加短周期模態(tài)頻率，同時(shí)減小了短周期的阻尼比。（通?？梢酝瑫r(shí)引入迎角速率反饋以改善阻尼比） 83 算例 ——法向加速度 /過載反饋 3 5 3 0 2 5 2 0 1 5 1 0 5 0 5 10 1 050510R o o t L o cu sR e a l A xi sImag Axis 0 . 0 4 0 . 0 2 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 1 0 . 0 8 0 . 0 6 0 . 0 4 0 . 0 200 . 0 20 . 0 40 . 0 60 . 0 80 . 1R o o t L o cu sR e a l A xi sImag Axis84 示例 ——靜不穩(wěn)定飛機(jī)的法向過載反饋 1 5 1 0 5 0 5 1054321012345R o o t L o c u s E d i t o r ( C )R e a l A x i sImag Axis 0 . 0 5 0 . 0 4 0 . 0 3 0 . 0 2 0 . 0 1 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 5 0 . 0 4 0 . 0 3 0 . 0 2 0 . 0 100 . 0 10 . 0 20 . 0 30 . 0 40 . 0 5R o o t L o c u s E d it o r ( C )R e a l A x isImag Axis85 高度反饋 ? 高度傳遞函數(shù)中存在 S=0的一個(gè)極點(diǎn)，稱為 高度模態(tài) ，一般情況高度模態(tài)具有輕微穩(wěn)定性。 00 )]()([1)()]()([)()()( USGSGSSSUSSSSHSGeeeeeH a???? ?a?? ?????86 高度反饋的根軌跡 I mR e),(spsp??),(pp??31HT?21HT?11HT?加入