自动驾驶仪.docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上自动驾驶仪一、自动驾驶仪的组成 为了弄清自动驾驶仪的组成以及它是如何来代替驾驶员的问题。我们先来看看驾驶员是如何操纵飞机的。如果要求飞机作水平直线飞行,飞机必须有一起始的俯仰角 (等于平飞时的迎角)来产生一定的升力与飞机的重力平衡.同时升降舵应向上偏转一定角度产生一定的操纵力矩与飞机的稳定力矩平衡.此时陀螺地平仪的指示小飞机应水平线位置,表明飞机作水平直线飞行.若某种干扰使飞机偏离起始姿态(如抬头 角),这时驾驶员从地平仪观察到此变化,于是他的大脑作出决定,前推驾驶杆,使升降舵下偏一个 角,产生一低头力矩从而使飞机趋于水平驾驶员从地平仪中看到此变化,于是把驾驶杆逐渐回
2、收到原来的平衡位置,升降舵也回到位置,这时飞机又作水平下线飞行.上述驾驶过程可用图8.20来表示。由图可知,驾驶员和飞机组成了一个闭环系统,图中虚线框表示驾驶员。若用自动驾驶仪来代替驾驶员上述驾驶过程的话,那么驾驶仪必须满足如下条件:1.它应能知道飞机偏离预定姿态角的情况,并按偏离方向,使舵面作相应的偏转.2.舵面偏转的大小和飞机偏离的大小应成一定的比例关系.即机头偏离大时,舵偏角也应大。因此自动驾驶仪也应具有代替驾驶员眼、神经和肌肉、手或脚的一些装置.如起眼睛作用的敏感元件,起神经和肌肉作用的变换放大元件和起手起脚作用的执行元件。如图8.21所示.由图可知,自动驾驶仪主要由敏感元件、变换放大
3、元件和执行元件三大部分组成.1.敏感元件:有时也称为传感器,它是用来感受或测量飞机的姿态及飞行参数,并输出相应电信号的一些装置。如测量飞机俯仰、倾斜和航向姿态的垂直陀螺仪放4量飞机绕机体轴转动角速度的速率陀螺仪此外还有大气数据传感器、高度差传感器和加速度计等敏感元件。2.变换放大元件:从敏感元件输出的电信号一般都是很微弱的,为了使执行元件能够工作,并按一定规律工作,必须将信号加以放大和变换,使得足以推动执行元件,并按一定规律动作。最常用的变换放大元件有电子放大器、磁放大器和液压放大器等。电子放大器通常有晶体管、集成电路和大规模集成电路等放大器。3.执行元件:有时也称为舵机。它根据敏感元件输出的
4、信号大小及极性去偏转相应的舵面。根据采用的能源不同主要有:电动式、液压式和气动式。在自动驾驶仪中有一个最基本的回路,它是由放大器、舵机和返馈元件构成的一个闭环回路,通常称之为舵回路。舵回路性能的好坏会直接影响到自动驾驶仪性能。图中测速机测出舵面偏转的角速度,并返馈给放大器用来改善舵回路的动态特性,即增大舵回路的阻尼。位置传感器将舵偏角位置信号返馈到舵回路的输入端从而实现舵偏角的大小与输入控制信号成一定的关系。当舵回路具有位置返馈时称之为比例式舵回路。这时舵面的偏转角与输入信号成正比。若舵回路仅具有速度返馈时为积分式舵回路,即舵面偏转的角速度与输入信号成比例。二、自动驾驶仪的功用及工作原理我们知
5、道自动驾驶仪是用来稳定与控制飞机角运动和重心运动的一种飞行自动控制系统。其功用为:1.按照驾驶员的意图稳定(或保持)飞机的飞行状态。如稳定飞机的姿态角,保持飞机的飞行高度和飞行M数等。例如,驾驶员常常通过自动驾驶仪来稳定飞机的姿态角作巡航水平直线飞行。尤其远程民航机、运输机、轰炸机以及歼击机转场时很重要,以减轻驾驶员的负担。2.执行来串自动驾驶仪中操纵台的各种指令信号。由于自动驾驶仪是并联在飞机机械系统之中,所以当自动驾驶仪工作时,驾驶员不能推动驾驶杆,因它们与自动驾驶仪联动。为此驾驶员必需通过自动驾驶仪的操纵台发出各种指令控制信号,此信号与敏感元件输出的信号极性相反以其差值加到舵回路从而操纵
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