主动控制技术ppt课件.ppt

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1、现代飞行控制系统（下）xxx课件：xxx四、侧向直接力控制1、单纯直接侧力（机翼水平转弯）此时保持　　　　，或　　，如图所示。类似，这种机动要求直接侧力作用点位于质心之前一小段距离，且使　　。在水平转弯时，由于航向与滚转的耦合作用，为保持机翼水平，还应适当控制副翼。这种机动方式可以消除在跟踪地面目标过程中，为修正航向偏差和瞄准偏差而出现的横滚摇摆现象，对地投弹时能显著提高飞行员瞄准目标的能力。在攻击空中目标时，可提高飞机的反应速度和改善瞄准精度。直接侧力控制直接侧力控制2、机身偏航指向要求在不改变航迹角　　的情况下改变侧滑角，控制飞机的偏航姿态，即

2、　　　　，如图所示。此时要求直接侧力点作用于侧向焦点处，但由于飞机航向的随遇平衡特性，飞机不一定能保持给定的航线，航线还需导航系统加以修正。机身偏航指向控制方式偏航指向动力学3、侧向平移控制方式在不改变飞机航向的条件下，控制飞机的侧向速度，即要求　　，如图所示。此时要求直接侧力作用点位于侧向焦点处，并实现航向角不变的控制。侧向平移动力学关系要建立右向的平移速度uy时，驾驶员发出指令信号使垂直鸭翼左偏，同时给出方向舵协调信号使方向舵也向左偏转，二者分别产生侧力和偏航力矩。两个偏航力矩相互平衡，两个侧力则合成总侧力是飞机产生向右的侧向加速度，并随之产生

3、侧滑角。由于侧滑角会产生静偏航稳定力矩是飞机向右偏航，因此需接入航向保持模态和倾斜保持模态，保持飞机水平姿态向右平移。当由侧滑角产生的侧力与直接侧力平衡，飞机就以恒定的侧向速度做稳态平移。侧向平移侧向平移运动的响应过程很慢，通常需要10s左右才能建立稳定的侧向速度。这种机动方式用于空－空攻击及空－地攻击中，可以扩大攻击范围。一般偏航指向可使机头左右侧滑5°，故只要目标处于航线左右5°以内，即可进行攻击。5、纵向解耦控制律设计（1）单纯直接升力模态为实现这种控制，必须实现迎角与俯仰角速率之间的解耦。若令力矩操纵面偏角以　　表示，直接升力操纵面偏角以　

4、　表示，则纵向短周期方程可表示为（1）要保持常值迎角运动，则要求（1）式的方程与q无关。为此，可在第1个方程中引入控制U1：在第2个方程中引入控制U2：则（1）式变为因此§4、边界控制系统一、概述边界控制系统（包线限制系统）是指对飞机的一些重要状态变量的边界值（包线）实现限制的飞行控制系统。其目的是减轻飞行员的工作负担，实现“无忧虑”操纵，保证飞机安全和实现飞机的作战性能。包线限制可分为以下几种（1）与失去控制相对应的限制，如飞机的迎角、侧滑角和空速的限制。迎角超过最大升力迎角，将会引起飞机的失速和尾旋，迎角过大还会引起横侧向不稳定。对静不稳定的飞

5、机，当最大平尾偏度引起的低头力矩不足以抵消大迎角带来的上仰力矩时，电传操纵便失去了静稳定的补偿作用。侧滑角也应限制在允许的范围内，否则会造成侧向过载过大。对于飞机的空速，不能过高也不能过低，飞机速度不断提高，会引起飞机机翼的弹性震荡模态阻尼降低，从而引起飞机的伺服弹性颤振。飞行速度过小，将有可能造成失速。（2）与飞机结构应力过大相对应的限制，主要为过载和滚转速率等参数的限制。（3）与飞行员耐力相关的限制，如在定常条件下，过载的大小限制，以及在瞬变条件下，过载变化率的限制。设计包线限制系统应区分下述两种包线的差别：（1）限制包线允许飞行员在应急情况下

6、，超过该包线的边界，其后果可能发生某些永久性的变形。（2）极限包线超过该包线边界将会引起飞机损失。设计准则就所有的驾驶指令而言，可达到的包线尽可能宽而又不超过限制包线；就某个特定和有意义的驾驶指令而言，可达到的包线将尽可能宽而又不超过极限包线。二、边界限制方案分析早期，参数的边界限制采用告警方案，由飞行员采取措施加以限制。利用控制系统实现边界限制的基本方案是，利用不同的手段控制飞机相应参数的时间响应历程，使其在给定的边界范围内。常用的技术包含：（1）使用飞行控制系统的前馈和反馈；（2）使用适当的非线性控制技术（3）使用模型跟踪技术考虑到飞机的边界限

7、制是飞机飞行条件的函数，边界限制系统的参数应随高度、空速及外部载荷而变化。在常用的g指令响应型的电传系统中，对法向过载边界限制的基本方法是，在杆力输入的前馈通道中加入指令限幅器，如下图所示：整个控制律结构大致由下述几个功能模块组成：（1）俯仰指令模块，主要包括：杆指令整形：应按规范中的有关要求，实现所要求的杆力梯度特性。俯仰过载限制环节：由于该系统基本上是实现杆指令对应稳态过载的“g”指令响应形式，所以为了限制高速飞行时的法向过载，通过引入杆指令的饱和特性，达到限制法向过载的目的；由于飞机对正负过载要求不同，所以饱和特性的正负限幅值不同。前置滤波器

8、：实际上是一个迟后——超前低通滤波器网络，又称为驾驶指令模型（或指令成形滤波器），其传递函数通常为（T1s+1）/(T2S