1、第五章 飞机的姿态控制系统姿态控制系统的构成与工作原理飞机纵向姿态稳定与控制飞机横侧向姿态稳定与控制南京航空航天大学金城学院南京航空航天大学金城学院 赵宾赵宾 2010， 12姿态控制系统的构成与工作原理自动驾驶仪（ autopilot）在姿态控制中的工作原理：n 比例式自动驾驶仪n 积分式自动驾驶仪n 比例加积分式自动驾驶仪（均衡反馈式自动驾驶仪）姿态控制系统的构成与工作原理n 比例式自动驾驶仪（ 1）控制规律简写为：由垂直陀螺以及舵回路构成了比例式控制率姿态角自动控制器。姿态控制系统的构成与工作原理n 比例式自动驾驶仪（ 2）工作原理纵向自动驾驶仪基本功能：将飞机保持在给定的参考姿态当飞机
2、进行均速水平直线飞行状态时，受到紊流干扰，出现俯仰角偏差 ，垂直陀螺仪测出俯仰角偏差 ，输出电压信号 ，如果外加信号 ，则通过信号综合与舵回路后，按照控制规律式驱动升降舵下偏：使飞机产生低头力矩，减小俯仰角偏差 ，最后实现姿态保持的功能。姿态控制系统的构成与工作原理n 比例式自动驾驶仪（ 3）存在常值干扰力矩 Mf时比例式自动驾驶仪的静差问题常值干扰力矩将引起俯仰角静差，此静差与 Mf同极性且成正比。增大反馈增益可减小俯仰角的静差，但是过大的增益会导致升降舵偏角过大，引发震荡。为克服其问题，在控制律中引入俯仰角速率，增大阻尼：姿态控制系统的构成与工作原理n 积分式自动驾驶仪（ 1）控制规律在舵回路中采用速度反馈就组成了积分式自动驾驶仪。闭环传递函数：姿态控制系统的构成与工作原理n 积分式自动驾驶仪（ 1）控制规律升降舵偏转角速率与俯仰角偏差成正比姿态控制系统的构成与工作原理n 比例加积分式自动驾驶仪（ 1）控制规律又称均衡反馈式自动驾驶仪闭环传递函数：简化为：姿态控制系统的构成与工作原理n 比例加积分式自动驾驶仪（ 1）控制规律均衡式反馈舵回路的角位移控制系统等效方框图飞机纵向姿态稳定与控制n 比例式自动驾驶仪修正初始俯仰角偏差以自动驾驶仪控制率为例，分析自动驾驶仪的工作过程及与迎角 的关系。（ 1）稳定过程飞机受扰后出现俯仰角偏差升降舵下偏，飞机低头， 减小。俯仰角速度
