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增控增稳系统学习教案.pptx

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增控增稳系统学习教案.pptx

上传人:wz_198613 2022/1/24 文件大小:467 KB

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增控增稳系统学习教案.pptx

文档介绍

文档介绍:俯仰转动过程受阻情况
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第一页,共22页。
桨盘落后角为:
旋翼拉力对直升机重心构成一个阻止机头上仰的阻尼力矩
直升机俯仰角速度
旋翼转动角速度
桨叶质量特性系数
桨叶绕水平铰的质俯仰转动过程受阻情况
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第一页,共22页。
桨盘落后角为:
旋翼拉力对直升机重心构成一个阻止机头上仰的阻尼力矩
直升机俯仰角速度
旋翼转动角速度
桨叶质量特性系数
桨叶绕水平铰的质量惯性矩
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第二页,共22页。
旋翼拉力一定时,旋翼产生的阻尼力矩与俯仰角速度成正比。显然,增大俯仰角速度对增加旋翼的阻尼有益。可提高直升机遇到外干扰时纵向运动的稳定性。但是直升机运动具有惯性,当遇到外作用时,不能立即产生,也就不能立即产生应有的阻尼力矩,故需要采取措施。
受外作用(干扰或控制)M作用下满足的力矩平衡方程
拉氏变换:
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第三页,共22页。
典型的一阶惯性环节,阶跃输入和响应
引入负反馈后结构方框图 , 阶跃响应近似于比例环节
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第四页,共22页。
当直升机受到外扰M后,就可立即产生俯仰角速度,也就使阻尼力矩 立刻产生,来抑制外扰,从而提高直升机的纵向稳定性。
等效传递函数:
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第五页,共22页。
引入俯仰角速度到纵向通道构成的直升机俯仰阻尼器
对应控制规律为:
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第六页,共22页。
当直升机稳定转弯时,由于直升机绕X轴滚转角度,沿z轴有分量,此时尽管直升机没有绕Z轴俯仰,角速度陀螺仍能感受此分量,导致自动倾斜器纵向偏转一个角度。
解决办法:高通滤波器即洗出电路
传递函数为:
控制规律为:
为高通滤波器时间常数。
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第七页,共22页。
(二)滚转阻尼器
用于提高直升机绕纵轴滚转运动的阻尼。
旋翼产生阻尼力矩源于旋翼的陀螺定轴性,当直升机机体绕纵轴滚转时, 旋翼锥体落后于机身横向转动的角度。
直升机的滚转阻尼力矩来自旋翼和尾桨。
旋翼产生的阻尼力矩原因仍为具有陀螺定轴性,旋翼锥体落后于机身横向转动一个角度,旋翼拉力对重心构成一力矩,形成滚转阻尼力矩 。
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第八页,共22页。
尾桨产生阻尼力矩直升机右滚时,辅加相对气流会使尾桨桨叶迎角增大,拉力增大,形成阻止向右滚转的阻尼力矩
当直升机左滚时,尾桨桨叶迎角减小,拉力减小,形成阻止向左滚转的阻尼力矩。
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第九页,共22页。
滚转阻尼器结构原理方块图
控制规律
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(三)偏航阻尼器
偏航阻尼器用于提高直升机绕竖轴滚转运动的阻尼。
直升机在偏航转动过程中会产生阻尼力矩,偏航阻尼力矩主要来源于尾桨。
当直升机受扰后,以角速度y向左偏转,尾桨以j切线速度向右摆动。轴向来流从尾桨右侧向左流过,轴向来流方向与尾桨诱导速度的方向相反,使尾桨桨叶的迎角增加,拉力增大,从而形成阻尼力矩阻止机头向左偏转。
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第十一页,共22页。
同理,当直升机向右偏转时,桨叶迎角减小,拉力减小,形成阻止机头向右偏转的阻尼力矩。 一旦停止偏转转动时,阻尼力矩也就自然消失。
偏航阻尼器结构原理方块图
控制规律
直升机悬停、前飞、垂直飞行时工作正常。
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直升机进行稳定转弯时,由于需要建立倾斜角,会在Y轴上得到分量。
尾桨变距量导致侧滑角增大
解决办法是引入高通滤波器
此时尾桨控制规律
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第十三页,共22页。
第二节 增稳系统
增稳系统是在阻尼器的基础上发展起来的,阻尼比和自然振荡频率是反映飞行品质的基本参数.
增稳系统含有:
俯仰增稳系统;
滚转增稳系统;
航向增稳系统。
阻尼器只简单地利用直升机运动的角度增加对短周期运动的阻尼,提高直升机的等效阻尼系数:( )。若引入加速度或迎角、侧滑角等反馈信号,增加短周期运动的自然振荡频率,相当于提高直升机的静稳定性导数: 。可以将原本静不稳定的系统变成稳定系统。
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第十四页,共22页。
一、俯仰增稳系统
直升机受扰机头上仰,由于机身迎角变化,旋翼桨叶迎角随之变化,机头上仰使旋翼迎角由小变大,由于旋翼迎角变化,飞行速度垂直于旋转平面的分量w在任意方位上都减小 ,而桨叶此面迎角增大。前飞时

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