5.3.2. Астатическая система стабилизации заданного угла тангажа

Назначение – устранить статические ошибки, присущие статической системе. Возможны два варианта построения системы на базе существующей системы стабилизации заданной нормальной перегрузки.

1. В качестве базовой перегрузочной системы используют астатическую систему, заданную перегрузку формируют по закону

При этом полная и упрощенная структурные схемы системы имеют вид

_

Данная система позволяет устранить статические ошибки стабилизации угла тангажа от

и

Погрешность датчика перегрузки вызывает статическую ошибку по углу тангажа

Ошибка стабилизации угла тангажа, обусловленная погрешностью ДУ тангажа, имеет вид

Передаточное число выбирают из условия обеспечения заданных требований к качеству переходных процессов.

2. В качестве базовой перегрузочной системы используют статическую систему, заданную перегрузку формируют по закону

Структурная схема системы имеет вид

_зад

Введение сигнала по интегралу ошибки в закон управления позволяет устранить статические ошибки, обусловленные ошибками стабилизации контура перегрузки , ошибка, обусловленная погрешностью ДУ тангажа остается: невозможно точно управлять координатой, если она измеряется с ошибкой. Передаточные числа и выбирают на основании следующих соотношений (более подробно см. Мосолов В.Е., Харитонов В.Н. Системы автоматического управления угловым движением ЛА 1995)

При этом время переходного процесса определяется формулой

.

Систему стабилизации заданного угла тангажа можно построить и как самостоятельный контур. Тяжелые и средние С-ты обладают более медленной динамикой углового движения с преобладанием режимов тангажного управления, поэтому СУ тангажом формируют без перегрузочного контура. Расчетные структурные схемы системы для статического и астатического законов управления представлены на рис. ниже

(Выбор передаточных чисел см., например, Мосолов В.Е., Харитонов В.Н. Системы автоматического управления угловым движением ЛА 1995)

5.4. Директорное управление ручкой управления самолетом в канале перегрузки по прибору или индикатору

Директорный режим управления освобождает летчика от операций по сбору и обработке информации о положении самолета, сводя задачу пилотирования в продольном движении к отработке команд управления по перегрузке, углу тангажа или угловой скорости тангажа.

Основными элементами системы полуатоматического (директорного) управления являются вычислительное устройство (ВУ) и командный пилотажный прибор (КПП). На основе сигналов датчиков, характеризующих параметры движения самолета на заданной траектории, в ВУ вырабатывается командный сигнал, который используется для отклонения командной стрелки или индекса в командном пилотажном приборе. Задача летчика заключается в удержании командной стрелки или индекса в нулевом (среднем) положении. Функциональная схема системы полуатоматического (директорного) управления в канале перегрузки по прибору или индикатору представлена на рис. ниже

КПП

_ХРУС

ny

ny зад

_ny

ВУ

ООУ

(с-т с СДУ)

Летчик

ДЛУ

Отклонение стрелки или индекса указывает на необходимость изменения перегрузки определенной величины при этом стрелка или индекс устанавливается в среднее положение.

В современных самолетах для отображения командно-пилотажной информации применяются системы электронной индикации:

• экраны многофункциональных цветных индикаторов, расположенные на панели приборов;

• проекционные индикаторы на лобовом стекле, совмещающие инструментальное изображение параметров полета с обзором внешнего пространства.

Расчетная структурная схема системы имеет вид

где - ПФ модели, характеризующей желаемую динамику изменения перегрузки на отклонение РУС летчиком; - ПФ низкочастотного фильтра, вводится для фильтрации сигналов с целью снижения колебательности индекса (стрелки) и тем самым улучшения восприятия летчиком.

Во внутренний контур входят: КПП, летчик и ООУ. ПФ замкнутой системы примет вид

Ко замкнутому контуру предъявляются два требования:

• задача летчика по удержанию индекса (стрелки) должна быть достаточно проста – легче и точнее всего летчик выполняет функции простого усилителя;

• полоса пропускания (быстродействие) замкнутого контура должна быть на порядок выше частотного диапазона полезного сигнала, поступающего на его вход – это позволяет рассматривать замкнутый контур в виде пропорционального динамического звена с единичным коэффициентом усиления, соответственно для полезного сигнала ПФ системы примет вид

Достоинством данной схемы включения летчика в процесс управления является независимость (инвариантность) ПФ системы от субъективных особенностей и квалификации летчика.

Учебная и методическая литература по разделу I

1. Мосолов В.Е., Харитонов В.Н. Системы автоматического управления угловым движением ЛА.-М.: МАИ, 1995.

2. Михалев И.А., Окоемов Б.Н., Чикулаев М.С. Системы автоматического управления самолетом. – М.: Машиностроение, 1987.

3. Гуськов Ю.П., Загайнов Г.И, Управление полетом самолетов. – М.: Машиностроение, 1980.

4. Серпионов Г.В., Березуев А.В., Мулин П.В. Введение в проектирование систем автоматического управления самолетами. МАИ, 1995.

5. Авиация ПВО России и научно-технический прогресс: боевые комплексы и системы вчера, сегодня и завтра / Под ред. Е.А. Федосова. Монография.-2 изд., - М.: Дрофа, 2004. – 816 с.: ил.

1