Управление самолетом

Нашедшие наибольшее применение на самолетах гражданской авиации турбовентиляторные двигатели представляют собой двух­контурную двухкаскадную газотурбинную силовую установку. Кон­структивно двигатель весьма сложен. Эта сложность вызвана стрем­лением обеспечить высокие эксплуатационные характеристики дви­гателя— такие как удельная тяга и удельный расход топлива. Известно, что такой показатель, как эффективный КПД, возрастает с увеличением степени повышения давления воздуха в двигателе (отношения давления воздуха после компрессора к его давлению на входе в двигатель) и температуры газов перед турбиной. Тяга двигателя Р зависит от…

При полете в турбулентной атмосфере наибольшую опасность представляют вертикальные порывы ветра. По сравнению с гори­зонтальными порывами они создают приращения перегрузки в 10…15 раз больше. Для оценки влияния вертикального порыва ветра используют «скорость эффективного порыва» [24]. Она рассчитывается по фор­муле _ Wg У и4яД "эФ“ k3 180/гэ ’ где Аа — приращение угла атаки в градусах относительно устано­вившегося значения при полете в спокойной атмосфере при про­чих равных условиях; Уи — индикаторная скорость самолета. Реальный порыв из-за…

Сложность управления высотой полета заключается в тесной связи между параметрами и переменными состояния, описывающи­ми продольные движения самолета. Для самолетов обычной схемы управление высотой осуществляется через руль высоты, т. е. через контур управления углом тангажа. При этом меняется и скорость полета. Поэтому процесс управления высотой, скоростью и угловым положением самолета можно разделять лишь в первом приближе­нии. Контур управления высотой и скоростью показан на рис. 4.1. Основные датчики сигналов — барометрический и радиовысотомер, система воздушных сигналов (доплеровский…

Структурные схемы системы цифрового управления продольным движением самолета, показанные на рис. 3.1, включают контур угловой стабилизации относительно центра масс. После некоторых упрощений этот контур может быть представлен в виде структур­ной схемы, изображенной на рис. 3.3. В результате исследования этой структурной схемы должен быть определен вид цифрового за­кона управления, т. е. найден вид передаточной функции дискретно­го корректирующего устройства D(z) и определена величина мак­симально допустимого периода дискретности Т. Воспользуемся для решения поставленной задачи методом логарифмических частотных характеристик,…

3.1. Контуры демпфирования угловых колебаний самолета Контуры угловой стабилизации служат для стабилизации и уп­равления угловыми движениями самолета по тангажу, крену и рысканию. Контур угловой стабилизации в структурной схеме ав­томатического управления движением самолета занимает проме­жуточное положение между внутренним контуром демпфирования и внешним траєкторним контуром. На рис. 3.1 представлены две структурные схемы цифрового управления продольным движением самолета, отличающиеся ха­рактером внутреннего контура демпфирования. На рис. 3.1, а этот контур, включающий датчик угловой скорости (ДУС) * и коррек­тирующее устройство…

Совершенствование методов проектирования и синтеза сложных систем управления на основе использования современных универ­сальных вычислительных машин представляет собой важную зада­чу в общей проблеме автоматизации научных исследований, проек­тирования и конструирования. В настоящее время эта задача до­статочно успешно решается на базе алгоритмических методов син­теза законов управления. К наиболее важным результатам в этой области относятся ра­боты Р. Е. Калмана и его последователей по общей теории систем, положившие начало новому направлению в исследовании систем управления, органически связанному с применением средств…

Большинство разработанных методов синтеза законов управле­ния цифровых систем относится к одномерным системам. При ре­шении задачи управления многомерным объектом обычно исполь­зуются методы параметров состояния и теории оптимального уп­равления [18, 20]. Эффективным является синтез законов управлення, основанный на согласовании векторов состояния известной непрерывной систе­мы, которая называется в этом случае аналоговым прототипом, и синтезируемой цифровой системы, обладающей экстраполятором высокого порядка [39]. Рассмотрим многомерный объект управления, описываемый матричным дифференциальным уравнением: X(t)=Ax (t) Ви (0, (2.124) где X — вектор…

В некоторых случаях коррекция замкнутых систем может быть достигнута за счет прерывистого (дискретного) характера управления, т. е запас устойчивости исходной непрерывной системы может быть повышен при осуществлении процес­ са квантования сигналов по времени с их последующим восстановлением, напри­мер, при помощи экстраполятора нулевого порядка. Дополнительный демпфиру­ющий (стабилизирующий) эффект, возникающий при дискретном характере уп­равления, наблюдается, если непрерывная часть содержит колебательные или кон­сервативные звенья. Этот эффект основан на транспонировании собственных частот колебаний таких звеньев и может использоваться для…

Рассмотрим теперь некоторые особенности формирования жела­емых логарифмических характеристик. Для обеспечения грубости системы нужно, чтобы соответствующая желаемая передаточная функция разомкнутой системы W(z) имела бы в качестве своих ну­лей и полюсов все те пули и полюсы функции Wo(z), которые рас­положены вне окружности единичного радиуса на плоскости г. Для оценки точности ЦАС используется величина ошибки в раз­личных типовых режимах, либо коэффициенты ошибок. Поскольку на точность регулирования оказывает влияние вид частотных ха­рактеристик разомкнутой системы в области низких частот, то…

Рассмотрим теперь решение задачи синтеза корректирующего ірщ’іетва D(z) методом логарифмических частотных характерис — 11IК У (л я этого прежде всего отметим особенности построения лога­рифмических частотных характеристик цифровых автоматических і in и м (ЦАС). Применение метода логарифмических частотных характеристик рлсчі іу ЦАС основано на переходе от z-преобразования к ш-пре — пбра ижаиию и дальнейшему построению логарифмических частот­ні, і характеристик для областей низких и высоких частот. Переход ■ преобразованию всегда может быть произведен простой под — I…

Под синтезом законов управления понимается такой выбор их структуры, параметров и способа реализации, которые при задан­ных ограничениях на систему обеспечивают удовлетворение задан­ным требованиям. В тех случаях, когда на основании предъявляе­мых требований сформулирован критерий оптимальности, задача синтеза решается как вариационная задача. Во многих получивших распространение подходах к синтезу цифровых законов управления задача синтеза сводится к надлежа­щему выбору передаточных функций замкнутой Ф(г) или разомкну­той W (z) систем за счет соответствующего выбора передаточных функций корректирующих устройств. Управляющий сигнал…

2.1. Методы исследования систем цифрового управления Системе цифрового управления присуще квантование по време­ни и по уровню. Квантование усложняет характер протекания дина­мических процессов и делает систему импульсной и нелинейной. Из-за отсутствия достаточно простых и эффективных методов исследования цифровых систем их в первом приближении рассмат­ривают как импульсные системы с последующим учетом влияния, оказываемого квантованием по уровню, в виде дополнительных шу­мов квантования или в виде дополнительных периодических режи­мов. Следует отметить, что специфические динамические особенно­сти импульсных систем проявляются только…

Задачи управления самолетом включают стабилизацию центра масс на заданной траектории и стабилизацию углового положения самолета относительно центра масс. Наиболее жесткие требования к точности управления предъявляются на этапах взлета и посадки. Ограничения на траектории движения при этом обусловлены нали­чием препятствий в секторах взлета и посадки. Препятствия нахо­дятся на земле, поэтому результатом исследования процессов взле­та и посадки должны быть траектории движения относительно земли. Иначе говоря, в число выходных переменных обязательно должны быть включены координаты центра масс самолета…

Ото из достоинств цифровых бортовых вычислителей заклгоча — (II я в широких возможностях сочетания различных способов и приемов повышения надежности. Наиболее эффективные способы повышения надежности связа­ны. вві допнем избыточности. В отличие от аналоговых систем, где ираміриткії возможна реализация лишь структурной (аппаратур — ш ні) и (Ом точности, в цифровых вычислителях применяются другие ви і и, чарамерпые для этого класса систем: кодовая. и временная I up и рамнини.). Кодовая избыточность реализуется с помощью применения ко —…

Цифровым бортовым системам управления присущ ряд особен­ностей, отличающих их от аналоговых. Цифровые системы позволяют реализовать значительно более сложные алгоритмы управления по сравнению с традиционными законами управления аналоговых систем. Это относится прежде всего к случаям, когда выражение для закона управления не может быть получено в замкнутой форме, но реализуется в виде итераци­онных процедур. При непрерывном решении это вызывает дополни­тельные трудности, связанные с вопросами устойчивости решений, а часто с невозможностью реализации из-за громоздкости вычисли­теля. Так как закон,…