直升機(jī)軌跡控制課件

第一節(jié)縱向高度穩(wěn)定控制

由運(yùn)動(dòng)學(xué)看高度變化

定高飛行時(shí)一般為前飛狀態(tài)，航跡角比較小，故可以近似。調(diào)整直升機(jī)俯仰角能夠控制直升機(jī)高度變化，穩(wěn)定和控制飛行高度。

第一節(jié)縱向高度穩(wěn)定控制由運(yùn)動(dòng)學(xué)看高度變化定高飛行時(shí)一般1高度穩(wěn)定和控制結(jié)構(gòu)當(dāng)直升機(jī)高度發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量高度變化量移入俯仰角控制系統(tǒng)，調(diào)整俯仰角，控制升降速度，修正高度偏差，使直升機(jī)回到預(yù)定高度，達(dá)到穩(wěn)定與控制目的。

利用俯仰角控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高度的穩(wěn)定與控制高度穩(wěn)定和控制結(jié)構(gòu)當(dāng)直升機(jī)高度發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量高度變化量移2自動(dòng)駕駛儀控制律比例式

積分式三通道飛行控制系統(tǒng)指：縱、橫向周期變距和尾槳控制通道。

四通道飛行控制系統(tǒng)指：三通道加上總距通道。

自動(dòng)駕駛儀控制律比例式積分式三通道飛行控制系統(tǒng)指：縱、橫3利用總距通道實(shí)現(xiàn)高度的穩(wěn)定與控制

調(diào)整總距，修正高度偏差。

高度測(cè)量：（1）氣壓高度

（2）無(wú)線高度。

由傳感器測(cè)得高度變化量->放大處理（計(jì)算）->驅(qū)動(dòng)舵機(jī)->控制旋翼的槳距和/或發(fā)動(dòng)機(jī)油門->改變旋翼拉力->穩(wěn)定高度利用總距通道實(shí)現(xiàn)高度的穩(wěn)定與控制調(diào)整總距，修正高度偏差。4AⅡ-34B型比例式自動(dòng)駕駛儀實(shí)現(xiàn)高度穩(wěn)定與控制

控制律基本型結(jié)構(gòu)方塊圖

改進(jìn)型

AⅡ-34B型比例式自動(dòng)駕駛儀實(shí)現(xiàn)高度穩(wěn)定與控制控制律基5第二節(jié)速度穩(wěn)定與控制

前飛速度與俯仰角之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖

直升機(jī)前飛靠旋翼拉力縱向分量。顯然縱向分量取決于自動(dòng)傾斜器的前傾角，與俯仰角密切相關(guān)。

通過(guò)自動(dòng)駕駛儀俯仰角通道控制俯仰角實(shí)現(xiàn)飛行速度的穩(wěn)定與控制。

速度控制在自動(dòng)駕駛儀中沒(méi)有專門的獨(dú)立通道，它是通過(guò)俯仰通道的控制間接實(shí)現(xiàn)的。直升機(jī)能前飛，依靠旋翼拉力的縱向分量。拉力一定時(shí)，縱向分量的大小取決于俯仰角的大小。

第二節(jié)速度穩(wěn)定與控制前飛速度與俯仰角之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖直6飛行速度穩(wěn)定與控制方塊圖

穩(wěn)定空速，采用空速傳感器穩(wěn)定地速，一般采用多普勒速度傳感器

飛行速度穩(wěn)定與控制方塊圖穩(wěn)定空速，采用空速傳感器7原理方塊圖AⅡ-34B-3型自動(dòng)駕駛儀空速穩(wěn)定原理方塊圖AⅡ-34B-3型自動(dòng)駕駛儀空速穩(wěn)定8控制規(guī)律前飛速度增量

前飛速度控制量

在速度穩(wěn)定飛行中，俯仰角等信號(hào)起阻尼作用

控制規(guī)律前飛速度增量前飛速度控制量在速度穩(wěn)定飛行中，俯仰9第三節(jié)自動(dòng)過(guò)渡

自動(dòng)過(guò)渡是直升機(jī)特有的飛行控制方式。依靠自動(dòng)駕駛儀把直升機(jī)從一個(gè)高度自動(dòng)過(guò)渡懸停在另一個(gè)較低的高度上。自動(dòng)過(guò)渡懸停是一種復(fù)雜的飛行自動(dòng)控制過(guò)程，需要自動(dòng)駕駛儀的俯仰、傾斜、航向和高度四個(gè)通道協(xié)同工作來(lái)完成。

自動(dòng)過(guò)渡形式按預(yù)定程序自動(dòng)過(guò)渡

無(wú)預(yù)定程序的自動(dòng)過(guò)渡

第三節(jié)自動(dòng)過(guò)渡自動(dòng)過(guò)渡是直升機(jī)特有的飛行控制方式。依靠自10自動(dòng)過(guò)渡懸停過(guò)程

減速定高目標(biāo)HR轉(zhuǎn)換Hxt減速下降Vx<5里/時(shí)Vx>5里/時(shí)延遲2秒延遲6秒延遲2秒第一步第二步第三步第四步第五步第六步駕駛員在選擇自動(dòng)過(guò)渡工作狀態(tài)之前，將直升機(jī)調(diào)至50米左右高度的前飛狀態(tài)，利用“預(yù)選高度”旋鈕選定待懸停高度（如25米、15米），并同時(shí)接通“無(wú)線電高度”、“多普勒”兩個(gè)功能，系統(tǒng)即進(jìn)入自動(dòng)過(guò)渡狀態(tài)

第四步

無(wú)線電高度同步。直升機(jī)依慣性下降到懸停點(diǎn)。

第五步

無(wú)線電高度轉(zhuǎn)換。第六步

在預(yù)選高度上的無(wú)線電高度穩(wěn)定和多普勒懸停。

第一步

無(wú)線電高度同步。消除該通道中的零位信號(hào)；第二步保持高度減速。將速度減至與高度差相對(duì)應(yīng)。第三步

減速同時(shí)下降高度。速度減至5節(jié)，高度降至接近預(yù)定高度。HxtHqsHqs-Hxt自動(dòng)過(guò)渡懸停過(guò)程減速定高目標(biāo)HR轉(zhuǎn)換Hxt減速下降Vx<511第一步

無(wú)線電高度同步

無(wú)線電高度功能接通后2秒內(nèi)，由于延遲電路作用通道中所有繼電器都不工作，即此時(shí)高度通道對(duì)直升機(jī)高度不起控制作用，同步回路起主要作用，同步回路中的同步器轉(zhuǎn)子信號(hào)與高度差信號(hào)(Hqs-Hxt)相抵消，防止通道進(jìn)入穩(wěn)定工作時(shí)因系統(tǒng)中信號(hào)存在造成直升機(jī)突然運(yùn)動(dòng)。第一步無(wú)線電高度同步無(wú)線電高度功能接通后2秒內(nèi)，由于延遲12第二步

減速并保持高度

當(dāng)直升機(jī)的前飛速度較大，直升機(jī)必須先減速。為保證安全，直升機(jī)被控制在不大于8度。為了防止直升機(jī)因抬頭減速等原因而造成的爬高，高度通道還有三路信號(hào)實(shí)行控制。垂直加速度信號(hào)經(jīng)校正網(wǎng)絡(luò)加給高度伺服放大器，防止直升機(jī)產(chǎn)生突然的垂直運(yùn)動(dòng)。

一旦直升機(jī)的高度在原來(lái)的基礎(chǔ)上升高或降低，則大小產(chǎn)生變化，此信號(hào)也加給高度伺服放大器。

高度伺服放大器的直流輸出控制總距桿位移，同時(shí)總距桿傳感器產(chǎn)生總距桿位置回輸信號(hào)。

根據(jù)多普勒縱向信號(hào)的大小由高度預(yù)控器輸出控制信號(hào)給高度伺服放大器，當(dāng)多普勒縱向速度大于15節(jié)時(shí)，高度預(yù)控器輸出防止直升機(jī)高度升高的信號(hào)；

當(dāng)多普勒縱向速度等于15節(jié)時(shí)，高度預(yù)控器輸出為零；高度預(yù)控器輸出防止直升機(jī)高度降低的信號(hào)。

第二步減速并保持高度當(dāng)直升機(jī)的前飛速度較大，直升機(jī)必13第三步

減速同時(shí)下降高度

當(dāng)直升機(jī)的實(shí)際速度u降低到與高度差相對(duì)應(yīng)的預(yù)選速度相等時(shí)（由鑒別器控制），直升機(jī)開(kāi)始按預(yù)定的程序減速同時(shí)降低高度。

直升機(jī)的減速依然利用俯仰通道多普勒功能控制直升機(jī)的仰角，按一定的速率進(jìn)行減速。當(dāng)直升機(jī)的前飛速度到達(dá)程序線上時(shí)，鑒別器輸出正相信號(hào)給同步電機(jī)開(kāi)鎖。此時(shí)，多普勒縱向信號(hào)經(jīng)倒相后加給同步放大器，同步機(jī)構(gòu)工作，通過(guò)低速離合器使同步器轉(zhuǎn)子慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)（改變基準(zhǔn)），直升機(jī)降低高度。垂直加速度信號(hào)經(jīng)校正網(wǎng)絡(luò)加給高度伺服放大器，防止直升機(jī)產(chǎn)生突然的垂直運(yùn)動(dòng)；總距桿傳感器產(chǎn)生總距桿位置回輸信號(hào)。

第三步減速同時(shí)下降高度當(dāng)直升機(jī)的實(shí)際速度u降低到與高度14第四步

無(wú)線電高度同步

當(dāng)多普勒縱向速度減至5節(jié)時(shí)，最小繼電器輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換：高度通道處于同步工作狀態(tài)。直升機(jī)依靠慣性下降到懸停點(diǎn)。

第四步無(wú)線電高度同步當(dāng)多普勒縱向速度減至5節(jié)時(shí)，最小繼15第五步

無(wú)線電高度大回路同步

“6秒零伏延時(shí)”結(jié)束后，所有高度通道繼電器處于不工作態(tài)。1秒鐘后“6秒零伏延時(shí)”電路工作結(jié)束，繼電器重新接通。高度通道實(shí)行大回路同步，兩秒后轉(zhuǎn)入無(wú)線電高度穩(wěn)定。

第五步無(wú)線電高度大回路同步“6秒零伏延時(shí)”結(jié)束后，所16第六步

預(yù)定高度上的無(wú)線電高度穩(wěn)定和多普勒懸停

減速下降階段控制規(guī)律定高飛行階段控制規(guī)律按預(yù)定程序的自動(dòng)過(guò)渡，軌跡是分段的，因而高度下降軌跡不平滑，而且由于程序切換條件的限制，限制了自動(dòng)過(guò)渡的進(jìn)入條件。

第六步預(yù)定高度上的無(wú)線電高度穩(wěn)定和多普勒懸停減速下降階17無(wú)預(yù)定程序的自動(dòng)過(guò)渡

英國(guó)“山貓”直升機(jī)上采用了無(wú)預(yù)定程序的自動(dòng)過(guò)渡?！吧截垺敝鄙龣C(jī)在自動(dòng)過(guò)渡時(shí)，高度隨時(shí)間按拋物線規(guī)律下降，地速以-0.07g線性地減速。在接近懸停高度時(shí)，改為按指數(shù)規(guī)律下降；在接近零速時(shí)，速度也改為按指數(shù)規(guī)律減速到零。飛控系統(tǒng)利用總距通道控制高度，利用縱向周期變距通道控制速度。

無(wú)預(yù)定程序的自動(dòng)過(guò)渡英國(guó)“山貓”直升機(jī)上采用了無(wú)預(yù)定程序的18自動(dòng)過(guò)渡高度控制原理

假設(shè)自動(dòng)過(guò)渡的初始條件為Hqs和u0，待懸停的高度為Hxt，自動(dòng)過(guò)渡時(shí)間為t，進(jìn)入自動(dòng)過(guò)渡的時(shí)刻為t0=0，則自動(dòng)過(guò)渡高度的變化規(guī)律為：

升降速度：

升降加速度(常數(shù)-0.07g)，令高度變化:有如果自動(dòng)過(guò)渡時(shí)高度差和該時(shí)刻的升降速度滿足上式，則高度按拋物線規(guī)律下降。高度控制回路使誤差信號(hào)時(shí)刻保持為零，這是“山貓”實(shí)現(xiàn)無(wú)預(yù)定程序自動(dòng)過(guò)渡的高度控制原理。

誤差信號(hào)自動(dòng)過(guò)渡高度控制原理假設(shè)自動(dòng)過(guò)渡的初始條件為Hqs和u0，19自動(dòng)過(guò)渡地速控制原理直升機(jī)的地速變化規(guī)律地速減速至零所需時(shí)間

下降到某一懸停高度所需時(shí)間

為確保直升機(jī)自動(dòng)過(guò)渡時(shí)高度與速度同步下降，則tdl=t。故有：

自動(dòng)過(guò)渡地速控制原理直升機(jī)的地速變化規(guī)律地速減速至零所需時(shí)間20當(dāng)直升機(jī)的高度下降到接近懸停高度時(shí)，過(guò)渡軌跡改為按指數(shù)拉平。此時(shí)升降加速度為在高度軌跡由拋物線平穩(wěn)過(guò)渡到指數(shù)拉平，二者轉(zhuǎn)換處的升降加速度相等，由此可得軌跡轉(zhuǎn)換的條件：

令有當(dāng)直升機(jī)的高度下降到接近懸停高度時(shí)，過(guò)渡軌跡改為按指數(shù)拉平。21要保持高度與速度同步，上式必須滿足。根據(jù)自動(dòng)過(guò)渡進(jìn)入條件uqsHqs和Hxt及選定的減加速度，可計(jì)算相應(yīng)的K值，調(diào)節(jié)高度下降過(guò)程。

由前面所令K值和上述表達(dá)式，可得K的兩種表達(dá)形式無(wú)預(yù)定程序自動(dòng)過(guò)渡時(shí)，在飛控系統(tǒng)中引入誤差信號(hào)，使之為零，即可實(shí)現(xiàn)高度按拋物線規(guī)律性下降。在下降過(guò)程中，不斷地比較與，當(dāng)二者相等時(shí)，平滑地轉(zhuǎn)入指數(shù)拉平軌跡，通過(guò)對(duì)K值的計(jì)算，調(diào)節(jié)拋物線軌跡的曲率，達(dá)到高度與速度的同步下降。

要保持高度與速度同步，上式必須滿足。根據(jù)自動(dòng)過(guò)渡進(jìn)入條件uq22自動(dòng)過(guò)渡的高度與速度控制回路

時(shí)時(shí)高度控制回路（總距通道）：

限幅器的限幅值

限幅器線性段范圍

指數(shù)拉平時(shí)間常數(shù)的倒數(shù)

軌跡計(jì)算器不停地根據(jù)速度和高度偏差計(jì)算常數(shù)K，當(dāng)過(guò)渡懸停節(jié)同時(shí)，便記憶和值，并輸出值供自動(dòng)過(guò)渡懸?？刂朴?。

自動(dòng)過(guò)渡的高度與速度控制回路時(shí)時(shí)高度控制回路（總距通道）：23速度控制回路：

積分調(diào)節(jié)：提高控制精度

微分電路：提高阻尼

速度控制回路：積分調(diào)節(jié)：提高控制精度24第四節(jié)

側(cè)向偏離控制

側(cè)向偏離控制的目的是使直升機(jī)按給定的航線飛行。當(dāng)直升機(jī)偏離應(yīng)飛航線時(shí)，可以通過(guò)控制傾斜與航向運(yùn)動(dòng)，使之按預(yù)定航線飛行。

側(cè)向偏離描述--偏航距和航跡角偏差偏航距（Y）：指直升機(jī)重心到應(yīng)飛航線的垂直距離。（右為正，左為負(fù)）

航跡角偏差（s）：指應(yīng)飛航線與實(shí)際航跡的夾角。

第四節(jié)側(cè)向偏離控制側(cè)向偏離控制的目的是使直升機(jī)按給定的航25側(cè)向軌跡控制時(shí)，傾斜和航向運(yùn)動(dòng)處于協(xié)調(diào)狀態(tài)，協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎滿足：

控制直升機(jī)運(yùn)動(dòng)滾轉(zhuǎn)角,修正運(yùn)動(dòng)航跡就能控制側(cè)向偏離量，最終使直升機(jī)保持零偏航距飛行。

側(cè)向偏離控制在穩(wěn)定航向，保持平直飛行基礎(chǔ)上進(jìn)行的。此控制制方式特點(diǎn)：側(cè)向偏離量控制傾斜角運(yùn)動(dòng)，尾槳只起阻尼與協(xié)調(diào)作用。需要時(shí)還可引入側(cè)滑角信號(hào)，保證兩通道協(xié)調(diào)控制。（當(dāng)然還有其它控制方式）。

側(cè)向軌跡控制時(shí)，傾斜和航向運(yùn)動(dòng)處于協(xié)調(diào)狀態(tài)，協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎滿足：26側(cè)向偏離控制原理方塊圖：比例式控制律：

側(cè)向偏離控制原理方塊圖：比例式控制律：27第五節(jié)側(cè)向速度控制

原理方塊圖：

控制規(guī)律：補(bǔ)償加速度計(jì)感受重力分量的影響。

平滑濾波，濾去高頻噪音。

第五節(jié)側(cè)向速度控制原理方塊圖：控制規(guī)律：補(bǔ)償加速度計(jì)感28第六節(jié)側(cè)向制導(dǎo)系統(tǒng)

一、側(cè)向制導(dǎo)系統(tǒng)組成與功能

關(guān)鍵：導(dǎo)航參數(shù)計(jì)算，控制律設(shè)計(jì)。

二、導(dǎo)航參數(shù)計(jì)算

1.位置計(jì)算

航位推算法

直升機(jī)對(duì)地飛行速度

Vx，Vy第六節(jié)側(cè)向制導(dǎo)系統(tǒng)一、側(cè)向制導(dǎo)系統(tǒng)組成與功能關(guān)鍵：導(dǎo)航29當(dāng)前位置

地球經(jīng)緯度值：（假定地球不轉(zhuǎn)動(dòng)，半徑為R）

地軸系下慣性加速度ax，ay計(jì)算地速Vx，Vy當(dāng)前位置地球經(jīng)緯度值：（假定地球不轉(zhuǎn)動(dòng)，半徑為R）地30無(wú)線電定位法

2.地速計(jì)算

GPS全球定位系統(tǒng)

（x1,y1)和(x2,y2)為已知點(diǎn)，t為經(jīng)歷兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔。平均地速

3.航跡角計(jì)算無(wú)線電定位法2.地速計(jì)算GPS全球定位系統(tǒng)（x1,y314.偏流角計(jì)算

三、側(cè)向制導(dǎo)參數(shù)計(jì)算

為真航向角

5.風(fēng)速計(jì)算真空速Vk大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)測(cè)得地速Vd可由上述方法得到1.偏航距計(jì)算：

航路點(diǎn)坐標(biāo)為(xi-1,yi-1)和(xi,yi)，連線直線方程：

4.偏流角計(jì)算三、側(cè)向制導(dǎo)參數(shù)計(jì)算為真航向角5.風(fēng)速計(jì)32直升機(jī)當(dāng)前位置為(x0,y0)，則偏航距Y為

2.待飛距離計(jì)算：

3.待飛時(shí)間計(jì)算：

直升機(jī)當(dāng)前位置為(x0,y0)，則偏航距Y為2.待飛距334.期望航跡計(jì)算：

四、側(cè)向制導(dǎo)控制律5.航跡角偏差計(jì)算：

4.期望航跡計(jì)算：四、側(cè)向制導(dǎo)控制律5.航跡角偏差計(jì)算：34第一節(jié)縱向高度穩(wěn)定控制

由運(yùn)動(dòng)學(xué)看高度變化

定高飛行時(shí)一般為前飛狀態(tài)，航跡角比較小，故可以近似。調(diào)整直升機(jī)俯仰角能夠控制直升機(jī)高度變化，穩(wěn)定和控制飛行高度。

第一節(jié)縱向高度穩(wěn)定控制由運(yùn)動(dòng)學(xué)看高度變化定高飛行時(shí)一般35高度穩(wěn)定和控制結(jié)構(gòu)當(dāng)直升機(jī)高度發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量高度變化量移入俯仰角控制系統(tǒng)，調(diào)整俯仰角，控制升降速度，修正高度偏差，使直升機(jī)回到預(yù)定高度，達(dá)到穩(wěn)定與控制目的。

利用俯仰角控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高度的穩(wěn)定與控制高度穩(wěn)定和控制結(jié)構(gòu)當(dāng)直升機(jī)高度發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量高度變化量移36自動(dòng)駕駛儀控制律比例式

積分式三通道飛行控制系統(tǒng)指：縱、橫向周期變距和尾槳控制通道。

四通道飛行控制系統(tǒng)指：三通道加上總距通道。

自動(dòng)駕駛儀控制律比例式積分式三通道飛行控制系統(tǒng)指：縱、橫37利用總距通道實(shí)現(xiàn)高度的穩(wěn)定與控制

調(diào)整總距，修正高度偏差。

高度測(cè)量：（1）氣壓高度

（2）無(wú)線高度。

由傳感器測(cè)得高度變化量->放大處理（計(jì)算）->驅(qū)動(dòng)舵機(jī)->控制旋翼的槳距和/或發(fā)動(dòng)機(jī)油門->改變旋翼拉力->穩(wěn)定高度利用總距通道實(shí)現(xiàn)高度的穩(wěn)定與控制調(diào)整總距，修正高度偏差。38AⅡ-34B型比例式自動(dòng)駕駛儀實(shí)現(xiàn)高度穩(wěn)定與控制

控制律基本型結(jié)構(gòu)方塊圖

改進(jìn)型

AⅡ-34B型比例式自動(dòng)駕駛儀實(shí)現(xiàn)高度穩(wěn)定與控制控制律基39第二節(jié)速度穩(wěn)定與控制

前飛速度與俯仰角之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖

直升機(jī)前飛靠旋翼拉力縱向分量。顯然縱向分量取決于自動(dòng)傾斜器的前傾角，與俯仰角密切相關(guān)。

通過(guò)自動(dòng)駕駛儀俯仰角通道控制俯仰角實(shí)現(xiàn)飛行速度的穩(wěn)定與控制。

速度控制在自動(dòng)駕駛儀中沒(méi)有專門的獨(dú)立通道，它是通過(guò)俯仰通道的控制間接實(shí)現(xiàn)的。直升機(jī)能前飛，依靠旋翼拉力的縱向分量。拉力一定時(shí)，縱向分量的大小取決于俯仰角的大小。

第二節(jié)速度穩(wěn)定與控制前飛速度與俯仰角之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖直40飛行速度穩(wěn)定與控制方塊圖

穩(wěn)定空速，采用空速傳感器穩(wěn)定地速，一般采用多普勒速度傳感器

飛行速度穩(wěn)定與控制方塊圖穩(wěn)定空速，采用空速傳感器41原理方塊圖AⅡ-34B-3型自動(dòng)駕駛儀空速穩(wěn)定原理方塊圖AⅡ-34B-3型自動(dòng)駕駛儀空速穩(wěn)定42控制規(guī)律前飛速度增量

前飛速度控制量

在速度穩(wěn)定飛行中，俯仰角等信號(hào)起阻尼作用

控制規(guī)律前飛速度增量前飛速度控制量在速度穩(wěn)定飛行中，俯仰43第三節(jié)自動(dòng)過(guò)渡

自動(dòng)過(guò)渡是直升機(jī)特有的飛行控制方式。依靠自動(dòng)駕駛儀把直升機(jī)從一個(gè)高度自動(dòng)過(guò)渡懸停在另一個(gè)較低的高度上。自動(dòng)過(guò)渡懸停是一種復(fù)雜的飛行自動(dòng)控制過(guò)程，需要自動(dòng)駕駛儀的俯仰、傾斜、航向和高度四個(gè)通道協(xié)同工作來(lái)完成。

自動(dòng)過(guò)渡形式按預(yù)定程序自動(dòng)過(guò)渡

無(wú)預(yù)定程序的自動(dòng)過(guò)渡

第三節(jié)自動(dòng)過(guò)渡自動(dòng)過(guò)渡是直升機(jī)特有的飛行控制方式。依靠自44自動(dòng)過(guò)渡懸停過(guò)程

減速定高目標(biāo)HR轉(zhuǎn)換Hxt減速下降Vx<5里/時(shí)Vx>5里/時(shí)延遲2秒延遲6秒延遲2秒第一步第二步第三步第四步第五步第六步駕駛員在選擇自動(dòng)過(guò)渡工作狀態(tài)之前，將直升機(jī)調(diào)至50米左右高度的前飛狀態(tài)，利用“預(yù)選高度”旋鈕選定待懸停高度（如25米、15米），并同時(shí)接通“無(wú)線電高度”、“多普勒”兩個(gè)功能，系統(tǒng)即進(jìn)入自動(dòng)過(guò)渡狀態(tài)

第四步

無(wú)線電高度同步。直升機(jī)依慣性下降到懸停點(diǎn)。

第五步

無(wú)線電高度轉(zhuǎn)換。第六步

在預(yù)選高度上的無(wú)線電高度穩(wěn)定和多普勒懸停。

第一步

無(wú)線電高度同步。消除該通道中的零位信號(hào)；第二步保持高度減速。將速度減至與高度差相對(duì)應(yīng)。第三步

減速同時(shí)下降高度。速度減至5節(jié)，高度降至接近預(yù)定高度。HxtHqsHqs-Hxt自動(dòng)過(guò)渡懸停過(guò)程減速定高目標(biāo)HR轉(zhuǎn)換Hxt減速下降Vx<545第一步

無(wú)線電高度同步

無(wú)線電高度功能接通后2秒內(nèi)，由于延遲電路作用通道中所有繼電器都不工作，即此時(shí)高度通道對(duì)直升機(jī)高度不起控制作用，同步回路起主要作用，同步回路中的同步器轉(zhuǎn)子信號(hào)與高度差信號(hào)(Hqs-Hxt)相抵消，防止通道進(jìn)入穩(wěn)定工作時(shí)因系統(tǒng)中信號(hào)存在造成直升機(jī)突然運(yùn)動(dòng)。第一步無(wú)線電高度同步無(wú)線電高度功能接通后2秒內(nèi)，由于延遲46第二步

減速并保持高度

當(dāng)直升機(jī)的前飛速度較大，直升機(jī)必須先減速。為保證安全，直升機(jī)被控制在不大于8度。為了防止直升機(jī)因抬頭減速等原因而造成的爬高，高度通道還有三路信號(hào)實(shí)行控制。垂直加速度信號(hào)經(jīng)校正網(wǎng)絡(luò)加給高度伺服放大器，防止直升機(jī)產(chǎn)生突然的垂直運(yùn)動(dòng)。

一旦直升機(jī)的高度在原來(lái)的基礎(chǔ)上升高或降低，則大小產(chǎn)生變化，此信號(hào)也加給高度伺服放大器。

高度伺服放大器的直流輸出控制總距桿位移，同時(shí)總距桿傳感器產(chǎn)生總距桿位置回輸信號(hào)。

根據(jù)多普勒縱向信號(hào)的大小由高度預(yù)控器輸出控制信號(hào)給高度伺服放大器，當(dāng)多普勒縱向速度大于15節(jié)時(shí)，高度預(yù)控器輸出防止直升機(jī)高度升高的信號(hào)；

當(dāng)多普勒縱向速度等于15節(jié)時(shí)，高度預(yù)控器輸出為零；高度預(yù)控器輸出防止直升機(jī)高度降低的信號(hào)。

第二步減速并保持高度當(dāng)直升機(jī)的前飛速度較大，直升機(jī)必47第三步

減速同時(shí)下降高度

當(dāng)直升機(jī)的實(shí)際速度u降低到與高度差相對(duì)應(yīng)的預(yù)選速度相等時(shí)（由鑒別器控制），直升機(jī)開(kāi)始按預(yù)定的程序減速同時(shí)降低高度。

直升機(jī)的減速依然利用俯仰通道多普勒功能控制直升機(jī)的仰角，按一定的速率進(jìn)行減速。當(dāng)直升機(jī)的前飛速度到達(dá)程序線上時(shí)，鑒別器輸出正相信號(hào)給同步電機(jī)開(kāi)鎖。此時(shí)，多普勒縱向信號(hào)經(jīng)倒相后加給同步放大器，同步機(jī)構(gòu)工作，通過(guò)低速離合器使同步器轉(zhuǎn)子慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)（改變基準(zhǔn)），直升機(jī)降低高度。垂直加速度信號(hào)經(jīng)校正網(wǎng)絡(luò)加給高度伺服放大器，防止直升機(jī)產(chǎn)生突然的垂直運(yùn)動(dòng)；總距桿傳感器產(chǎn)生總距桿位置回輸信號(hào)。

第三步減速同時(shí)下降高度當(dāng)直升機(jī)的實(shí)際速度u降低到與高度48第四步

無(wú)線電高度同步

當(dāng)多普勒縱向速度減至5節(jié)時(shí)，最小繼電器輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換：高度通道處于同步工作狀態(tài)。直升機(jī)依靠慣性下降到懸停點(diǎn)。

第四步無(wú)線電高度同步當(dāng)多普勒縱向速度減至5節(jié)時(shí)，最小繼49第五步

無(wú)線電高度大回路同步

“6秒零伏延時(shí)”結(jié)束后，所有高度通道繼電器處于不工作態(tài)。1秒鐘后“6秒零伏延時(shí)”電路工作結(jié)束，繼電器重新接通。高度通道實(shí)行大回路同步，兩秒后轉(zhuǎn)入無(wú)線電高度穩(wěn)定。

第五步無(wú)線電高度大回路同步“6秒零伏延時(shí)”結(jié)束后，所50第六步

預(yù)定高度上的無(wú)線電高度穩(wěn)定和多普勒懸停

減速下降階段控制規(guī)律定高飛行階段控制規(guī)律按預(yù)定程序的自動(dòng)過(guò)渡，軌跡是分段的，因而高度下降軌跡不平滑，而且由于程序切換條件的限制，限制了自動(dòng)過(guò)渡的進(jìn)入條件。

第六步預(yù)定高度上的無(wú)線電高度穩(wěn)定和多普勒懸停減速下降階51無(wú)預(yù)定程序的自動(dòng)過(guò)渡

英國(guó)“山貓”直升機(jī)上采用了無(wú)預(yù)定程序的自動(dòng)過(guò)渡?！吧截垺敝鄙龣C(jī)在自動(dòng)過(guò)渡時(shí)，高度隨時(shí)間按拋物線規(guī)律下降，地速以-0.07g線性地減速。在接近懸停高度時(shí)，改為按指數(shù)規(guī)律下降；在接近零速時(shí)，速度也改為按指數(shù)規(guī)律減速到零。飛控系統(tǒng)利用總距通道控制高度，利用縱向周期變距通道控制速度。

無(wú)預(yù)定程序的自動(dòng)過(guò)渡英國(guó)“山貓”直升機(jī)上采用了無(wú)預(yù)定程序的52自動(dòng)過(guò)渡高度控制原理

假設(shè)自動(dòng)過(guò)渡的初始條件為Hqs和u0，待懸停的高度為Hxt，自動(dòng)過(guò)渡時(shí)間為t，進(jìn)入自動(dòng)過(guò)渡的時(shí)刻為t0=0，則自動(dòng)過(guò)渡高度的變化規(guī)律為：

升降速度：

升降加速度(常數(shù)-0.07g)，令高度變化:有如果自動(dòng)過(guò)渡時(shí)高度差和該時(shí)刻的升降速度滿足上式，則高度按拋物線規(guī)律下降。高度控制回路使誤差信號(hào)時(shí)刻保持為零，這是“山貓”實(shí)現(xiàn)無(wú)預(yù)定程序自動(dòng)過(guò)渡的高度控制原理。

誤差信號(hào)自動(dòng)過(guò)渡高度控制原理假設(shè)自動(dòng)過(guò)渡的初始條件為Hqs和u0，53自動(dòng)過(guò)渡地速控制原理直升機(jī)的地速變化規(guī)律地速減速至零所需時(shí)間

下降到某一懸停高度所需時(shí)間

為確保直升機(jī)自動(dòng)過(guò)渡時(shí)高度與速度同步下降，則tdl=t。故有：

自動(dòng)過(guò)渡地速控制原理直升機(jī)的地速變化規(guī)律地速減速至零所需時(shí)間54當(dāng)直升機(jī)的高度下降到接近懸停高度時(shí)，過(guò)渡軌跡改為按指數(shù)拉平。此時(shí)升降加速度為在高度軌跡由拋物線平穩(wěn)過(guò)渡到指數(shù)拉平，二者轉(zhuǎn)換處的升降加速度相等，由此可得軌跡轉(zhuǎn)換的條件：

令有當(dāng)直升機(jī)的高度下降到接近懸停高度時(shí)，過(guò)渡軌跡改為按指數(shù)拉平。55要保持高度與速度同步，上式必須滿足。根據(jù)自動(dòng)過(guò)渡進(jìn)入條件uqsHqs和Hxt及選定的減加速度，可計(jì)算相應(yīng)的K值，調(diào)節(jié)高度下降過(guò)程。

由前面所令K值和上述表達(dá)式，可得K的兩種表達(dá)形式無(wú)預(yù)定程序自動(dòng)過(guò)渡時(shí)，在飛控系統(tǒng)中引入誤差信號(hào)，使之為零，即可實(shí)現(xiàn)高度按拋物線規(guī)律性下降。在下降過(guò)程中，不斷地比較與，當(dāng)二者相等時(shí)，平滑地轉(zhuǎn)入指數(shù)拉平軌跡，通過(guò)對(duì)K值的計(jì)算，調(diào)節(jié)拋物線軌跡的曲率，達(dá)到高度與速度的同步下降。

要保持高度與速度同步，上式必須滿足。根據(jù)自動(dòng)過(guò)渡進(jìn)入條件uq56自動(dòng)過(guò)渡的高度與速度控制回路

時(shí)時(shí)高度控制回路（總距通道）：

限幅器的限幅值

限幅器線性段范圍

指數(shù)拉平時(shí)間常數(shù)的倒數(shù)

軌跡計(jì)算器不停地根據(jù)速度和高度偏差計(jì)算常數(shù)K，當(dāng)過(guò)渡懸停節(jié)同時(shí)，便記憶和值，并輸出值供自動(dòng)過(guò)渡懸?？刂朴?。

自動(dòng)過(guò)渡的高度與速度控制回路時(shí)時(shí)高度控制回路（總距通道）：57速度控制回路：

積分調(diào)節(jié)：提高控制精度

微分電路：提高阻尼

速度控制回路：積分調(diào)節(jié)：提高控制精度58第四節(jié)

側(cè)向偏離控制

側(cè)向偏離控制的目的是使直升機(jī)按給定的航線飛行。當(dāng)直升機(jī)偏離應(yīng)飛航線時(shí)，可以通過(guò)控制傾斜與航向運(yùn)動(dòng)，使之按預(yù)定航線飛行。

側(cè)向偏離描述--偏航距和航跡角偏差偏航距（Y）：指直升機(jī)重心到應(yīng)飛航線的垂直距離。（右為正，左為負(fù)）

航跡角偏差（s）：指應(yīng)飛航線與實(shí)際航跡的夾角。