无人机飞行控制技术第四章.pptVIP

* 第四章舵机与舵回路 4.2舵回路 4.2.2舵回路的基本类型 为改善舵机工作性能，在舵回路中常引用反馈，引入的反馈种类有： 位置反馈(又称硬反馈)—具有比例特性 速度反馈(又称软反馈)—具有积分特性 均衡馈(又称弹性反馈)—具有比例及积分特性 与此相应 舵回路有硬反馈式、软反馈式和弹性(均衡)反馈式三种基本类型。 驾驶仪的类型 * 第四章舵机与舵回路 4.2舵回路 4.2.2舵回路的基本类型 1.硬反馈式舵回路 反馈环节为比例环节（位置反馈） Wf（S）=Kδf（Kδf为反馈系数）, 则为硬反馈式舵回路。 传递函数为： ?δ（S）=（-Kδ）/（TδS+1） 式中： * 第四章舵机与舵回路 4.2舵回路 4.2.2舵回路的基本类型 硬反馈式舵回路近似为一个惯性环节，其中系数Kδ与Tδ值均与反馈系数Kf成反比。因此，这种舵回路的特性与反馈系数的值密切相关，而且位置反馈舵回路的稳态输出舵偏角正比于输入电压。飞行自动控制系统的指令可按比例控制舵偏角的大小。 ?δ（S）=（-Kδ）/（TδS+1） * 第四章舵机与舵回路 4.2舵回路 4.2.2舵回路的基本类型 2.软反馈式舵回路 反馈环节为微分环节（速度反馈）， （为速度反馈系数)，构成软反馈式舵回路。 传递函数为： * 第四章舵机与舵回路 4.2舵回路 4.2.2舵回路的基本类型 2.软反馈式舵回路 软反馈式舵回路的传递函数为一个积分环节，速度反馈舵回路输出舵偏角正比于输入电压的积分，也就是说，输出舵面偏转角速度正比于输入电压，并近似地与速度反馈系数成反比。因此，飞行自动控制系统的指令可以按比例控制舵偏角速度。 * 第四章舵机与舵回路 4.2舵回路 4.2.2舵回路的基本类型 3.弹性反馈式舵回路 用弹性反馈包围舵机构成的舵回路称为弹性反馈式或均衡式舵回路。 反馈环节为位置反馈中串联一个均衡环节，即: k?f为位置反馈系数； Te为均衡环节时间常数。 * 第四章舵机与舵回路 4.2舵回路 4.2.2舵回路的基本类型 3.弹性反馈式舵回路 舵回路近似传递函数为： * 第四章舵机与舵回路 4.2舵回路 4.2.2 舵回路的基本类型 3.弹性反馈式舵回路 一般情况下：KMKAK?fTe?1 弹性反馈回路又称为比例积分回路，驾驶仪称为比例积分式。 * 第四章舵机与舵回路 4.2舵回路 4.2.2 舵回路的基本类型 3.弹性反馈式舵回路 若弹性反馈式舵回路工作在低频段(即输入电压角频率小于1／Te)，则舵回路的传递函数式近似为一个积分环节； 若工作在高频段(即输入电压的角频率大于1／Te)，则近似为一个比例环节。 也就是说，弹性反馈式舵回路的低频特性接近于软反馈式舵回路的特性，高频特性则接近于硬反馈式舵回路的特性。它的输出既正比于输入，又正比于输入的积分，是一种兼有硬反馈式特性与软反馈式特性的舵回路。 * 第四章舵机与舵回路 4.2舵回路 引入不同形式的反馈可以构成特性不同的舵回路，他们的性能很大程度上取决于反馈的性质和大小。三种不同的舵回路也为飞行控制系统提供了三种不同的控制规律。 在飞行控制系统中，用得最多的是位置伺服舵回路。 随着飞行控制技术的迅速发展，特别是电传飞行控制系统的出现，对舵回路的组成、工作的可靠性都提出了更高的要求，采用余度技术则是保证可靠性、满足先进飞行控制系统要求的必然途径。 * 第四章舵机与舵回路 4.2舵回路 4.2.3舵回路的发展及其数字化 舵回路是飞行控制系统的重要子系统，其发展与飞行控制技术息息相关，并随着多种专业技术的发展而前进。当今舵回路系统的特点： （1）采用余度技术-保障系统安全可靠性、提高电传操纵系统完成任务可靠性； （2）采用辅助作动器方案（多采用嵌套式布局的指令伺服系统、组合式作动器）-结构简单、降低质量和成本； （3）模拟式电液伺服作动系统仍占主导地位-输出功率大、输出阻抗高。 未来的舵回路系统的控制器必将由模拟式向智能化、集成化和数字化方向发展。 * 第四章舵机与舵回路 4.2.4对舵回路的要求 舵回路是飞行控制系统的重要组成部分，在很大科院上直接影响系统的性能。因此，舵机应有足够的输出功率，一定的输出行程（或转角），且控制功率、不灵敏区、惯性和间隙均应小，运转平稳，调速范围宽，体积重量小，安接维修方便，应有安全保护装置及制动能力。 1.各种飞行状态下，舵回路均应稳定地工作，如同一般随动系统那样，保证这种稳定性是首要的。 对舵回路的具体要求： * 第四章舵机与舵回路 3.舵四蹄应有较宽的通频带。一般要求比飞机的通频带大一个敏量级，最少不应小于飞机遇频带的3~5倍。 2.舵回路的静态性能应满足对系统所提出输入与输出关系的要求，并应满足一定的梯度和不灵敏区的要求。 4.2.4对舵回路的要求 4.舵回路应有良好的动态