自动飞行控制系统 afcs

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1、涡轮发动机飞机第六章自动飞行控制系统AFCS自动飞行控制系统的组成和基本功能自动驾驶仪（AP）飞行指引（FD）偏航阻尼系统（YDS）俯仰配平系统（AutoTrim）自动油门系统（ATS）6.1自动飞行控制系统AFCS的组成和基本功能系统的功用——自动飞行控制系统可在除起飞的飞机的整个飞行阶段中使用：离场、爬升、巡航、下降和进近着陆。6.1.1自动飞行控制系统AFCS由下列分系统组成：自动驾驶仪(A/P)—既可用于控制飞行轨迹，也可用于控制飞行速度减轻飞行员的工作负担，还可实现飞机的自动着陆。飞行指引仪(F/D)在PFD或

2、EADI上显示计算机提供的自动飞行的指令使飞行员按照飞行指引杆的指引驾驶飞机，或监控飞机的姿态。自动配平系统自动调节飞机的水平安定门，改善飞机的俯仰稳定性偏航阻尼系统（Y/D）改善飞机整个飞行阶段的动态稳定性自动油门系统（ATS）自动调节发动机输出功率，实现最佳飞行，并减轻飞行员的负担。偏航阻尼系统与自动配平系统合称为增稳系统。飞行管理系统FMS在现代飞机上，利用飞行管理系统FMS，可完成对飞机的全自动导航；提供从起飞到进近着陆的最优侧向飞行轨迹和垂直飞行剖面的计算，实现最佳飞行。FMS的输出信号加到AFCS,控制自动飞

3、行控制系统的工作，实现对飞机的制导和推力管理；同时监测AFCS的工作，防止飞机在不正常条件下的自动飞行。6.1.3AFCS的基本结构AFCS的基本组成：飞行控制计算机——计算控制指令。控制板——（方式控制板MCP）是人机接口，用于向计算机输入飞行员的控制指令，如飞行方式、速度、高度等。输出设备——将计算机产生的控制信号加到飞行控制系统（通过舵机控制飞行操纵面等），将显示信息输往显示器。数字式AFCS的结构80年代AP/FD计算机集成为FCC。电子飞行控制系统EFCS的结构电传操纵FBW——通过电信号取代机械操纵机构，实现

4、对飞机操纵面的控制。飞行管理制导包络计算机FMGEC——AP、AD功能、偏航阻尼、配平功能及失速、超速等飞行安全极限监控。数字式发动机全权电子控制系统FADEC——利用计算机实现对发动机油门等的完全的自动控制。6.2自动驾驶仪AP6.2.1自动驾驶仪的功用与组成6.2.2自动驾驶仪的基本原理6.2.3自动驾驶仪的工作方式6.2.1自动驾驶仪的功用与组成自动驾驶仪的主要功能：（1）自动保持飞机沿三个轴的稳定——保持姿态角；（2）按照飞行员的指令，自动操纵飞机达到指定的航向、高度、升降速度、俯仰角等；（3）按照飞行员的设定，

5、控制飞机按指定的航向、预定的高度等飞行；（4）在FMC的控制下，执行飞行计划，按预定的航线飞行；（5）与仪表着陆系统相耦合，实现飞机的自动着陆。自动驾驶仪的基本组成传感器，测量装置（IRU等）——敏感元件；信号计算处理装置（计算机）——计算元件；比较放大器——放大元件；伺服系统（陀机）——执行机构；控制显示装置——显示元件。自动驾驶仪的部件功用（1）传感器、测量装置——敏感元件，如IRU、垂直陀螺等。敏感飞机的姿态，测量飞机的运动参数，并将其转换为电信号输入AP。（2）比较放大器——放大元件,比较输入基准指令与实时的测量

6、信号，产生、计算误差（控制）指令；放大经信号处理元件处理后的信号(一般指功率放大),输送给伺服系统。信号处理元件——计算元件，把各种敏感元件的输出信号处理为符合控制规律要求的信号；（3）伺服系统（陀机）——执行机构，根据放大元件的输出的误差信号，产生操纵舵面的作用力，驱动舵面偏转机构，亦称为舵面控制组件。（4）反馈回路——利用传感器感受舵面的运动，反馈给比较器，与基准信号相比较，不断修正误差信号，以使舵面的平滑、准确地运动，实现控制要求。（5）控制（显示）面板——用于向AP提供指令，完成系统的接通/断开、工作方式的选择以

7、及通告显示等。6.2.2自动驾驶仪的的基本原理自动驾驶仪是一种闭环控制系统。其工作过程为包含误差敏感、误差纠正和舵面随动的闭环控制过程。自动驾驶仪包含有内回路和外回路两个反馈回路。自动驾驶仪的内回路内回路——控制飞机的姿态。内回路比较器将飞机的实际姿态与姿态指令进行比较，产生姿态误差信号。姿态误差信号通过伺服系统操纵飞行控制舵面，使控制舵面相应偏转，实现对飞机姿态的控制。实际姿态由IRU或垂直陀螺提供。姿态指令来自于驾驶员选择的工作模式或外回路。伺服马达：液力、电动或气动。速度适配电路：使飞机姿态变化一定量所需的舵面偏转

8、量与空速有关——空速较高时所需的舵面偏转量小。自动驾驶仪的外回路外回路——控制飞机的航路：外回路比较器将飞机的实际航路与设计（计算）航路相比较，产生航路误差信号。航路误差信号转换为内回路的姿态指令，输入内回路，实现对飞机航路的控制。关于姿态限幅器姿态限幅器用于限制从外回路进入内回路的姿态指令，以防止导致飞机进入危险倾