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1、Flight Dynamics and ControlChen YongliangDepartment of AerodynamicsNanjing University of Aeronautics and Astronautics典型飞行控制系统典型飞行控制系统 1典型飞行控制系统的构成典型飞行控制系统的构成典型的飞行控制系统一般由三个反馈回路构成，即舵回路、稳定回路和控制（制导）回路.舵回路:为了改善舵机的性能以满足飞行控制系统的要求，通常将舵机的输出信号反馈到输入端形成负反馈回路（或称为伺服回路）的随动系统（或称为伺服系统）.舵回路方框图2如果测量部件测量的是飞机的飞行姿态信息，则姿态
2、测量部件和舵回路就构成了自动驾驶仪；自动驾驶仪和被控对象（飞机）又构成了稳定回路，主要起稳定和控制飞机姿态的作用。3由稳定回路和飞机重心位置测量部件以及描述飞机空间位置几何关系的运动学环节构成了控制（制导）回路，主要起稳定和控制飞机的运动轨迹的作用.通过姿态的变化来控制飞行轨迹的方式，是目前大多数大气层飞行器控制飞行轨迹的主要方式.4典型飞行控制系统的分类典型飞行控制系统的分类根据飞行控制系统的功能和作用,基本的飞行自动控制系统 包 括 阻 尼 器(damper)增 稳 系 统(stability augmentation systemsSAS)控制增稳系统(control augmentat
3、ion systemsCAS)和自动驾驶仪(autopilot)等5阻尼器与增稳系统现代高性能飞机的典型飞行包线为改善飞机的角运动性能，引入阻尼器和增稳系统.6阻尼器和增稳系统在飞机起飞时就已经接入，不像自动驾驶仪那样，需要首先建立基准工作状态。这种增稳系统与驾驶员共同操纵飞机的方式，是有人驾驶情况下的自动控制问题.or飞机纵向运动方程飞机纵向运动方程or7改善飞机的阻尼特性；飞机的固有频率变化不大;静态增益（静操纵性）下降;阻尼器阻尼器由自动控制理论可知，为了改善飞机角运动的阻尼特性，直接引入姿态角的变化率，形成反馈回路就可以调节飞机角运动的阻尼比，从而改善飞机的运动品质.有俯仰阻尼器、滚转
4、阻尼器和偏航阻尼器。俯仰阻尼器（pitch damper）8增稳系统增稳系统9某超声速歼击机的横侧增稳系统方框图某超声速歼击机的横侧增稳系统方框图10增稳系统的缺陷增稳系统的功能虽比阻尼器完善，但对操纵性影响较大，在使阻尼比、固有频率和静稳定性提高的同时，却减小了系统的传递增益，降低了飞机对操纵指令的响应，是以牺牲操纵性为代价的.阻尼器和增稳系统能提高飞机的阻尼比和固有频率，但却牺牲了操纵性；阻尼器和增稳系统更无法解决非线性操纵指令问题，即当飞机进行大机动飞行时，要求飞机具有较高的操纵灵敏度，而做小机动飞行时，则要求有较小的操纵灵敏度。控制增稳系统控制增稳系统11俯仰控制增稳系统的方框图俯仰控制增稳系统的方框图当无操纵信号时，此控制增稳系统只起增稳的作用.12