(6.6.1)-10 飛機動操縱性飛機飛行動力學

飛行性能品質(zhì)與控制復習

飛機橫航向動穩(wěn)定性橫航向擾動運動特征方程典型算例橫航向擾動運動的典型模態(tài)滾轉(zhuǎn)模態(tài)（模態(tài)特點及物理成因）荷蘭滾模態(tài)（模態(tài)特點及物理成因）螺旋模態(tài)（模態(tài)特點及物理成因）簡化分析課堂教學設計飛機的動操縱性飛機的縱向傳遞函數(shù)飛機的橫航向傳遞函數(shù)飛機動態(tài)反應的解析解典型操縱動作短周期近似時飛機對平尾的操縱反應

階躍操縱的操縱性能參數(shù)超調(diào)量與超調(diào)度峰值時間調(diào)節(jié)時間振蕩次數(shù)放大系數(shù)操縱性能參數(shù)的計算教學目的

理解飛機的縱向傳遞函數(shù)；理解飛機的橫航向傳遞函數(shù)；掌握幾種典型操縱動作，理解短周期近似時飛機對平尾的操縱反應，掌握階躍操縱的操縱性能參數(shù)。重點、難點

1.飛機的縱向和橫航向傳遞函數(shù)；幾種典型操縱動作，階躍操縱的操縱性能參數(shù)。2.短周期近似時飛機對平尾的操縱反應，階躍操縱的操縱性能參數(shù)。飛機的動操縱性飛機的動操縱性飛行品質(zhì)靜態(tài)飛行品質(zhì)動態(tài)飛行品質(zhì)動穩(wěn)定性動操縱性動穩(wěn)定性：處于平衡狀態(tài)的飛機，在受到外界小擾動情況下偏離其原平衡狀態(tài)，飛機從而產(chǎn)生附加力和附加力矩，在此附加力和附加力矩作用下，飛機所表現(xiàn)出來的運動屬性。

動操縱性：飛機對飛行員的操縱反應傳遞函數(shù)開環(huán)控制概述矩陣形式的有因次縱向小擾動運動方程狀態(tài)向量狀態(tài)矩陣控制向量控制矩陣簡化條件：1）發(fā)動機油門桿位置不變2）忽略飛行高度的變化3）忽略小項狀態(tài)矩陣：控制向量：控制矩陣：狀態(tài)向量：X＝[

V，

，

z，

]T

矩陣形式的有因次縱向小擾動運動方程簡寫符號單位簡寫符號單位簡寫符號變化條件：1）消去變量俯仰角速度2）零初始條件s域的線性代數(shù)方程線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)：初始條件為零時，系統(tǒng)輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。X＝[

V，

，

z，

]T

s域矩陣形式的縱向小擾動運動方程具體表達式見表7-2以升降舵偏角為輸入的傳遞函數(shù)狀態(tài)矩陣：控制矩陣：狀態(tài)向量：X＝[

V，

，

z，

]T

縱向短周期運動近似傳遞函數(shù)近似條件：1）忽略了速度變化2）擱置俯仰角變量3）基準運動為平飛或縱向短周期運動近似傳遞函數(shù)克萊姆法則縱向短周期運動近似傳遞函數(shù)方程的解縱向短周期運動近似傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)若縱向短周期運動近似傳遞函數(shù)自控原理中的常用表達式

迎角靜增益

過載靜增益

矩陣形式的有因次橫航向小擾動運動方程狀態(tài)向量狀態(tài)矩陣控制向量控制矩陣簡化條件：1）基準運動為定直飛行，近似有Vx0＝V0，Vy0＝02）選用穩(wěn)定坐標系，用

0換為

0并去掉式中的

03）忽略小項狀態(tài)矩陣：控制矩陣：控制向量：狀態(tài)向量：Y＝[

，

x，

y，

]T矩陣形式的有因次橫航向小擾動運動方程s域矩陣形式的橫航向小擾動運動方程變化條件：1）基準運動為對稱定直飛行2）消去變量滾轉(zhuǎn)角速度3）零初始條件具體表達式見表7-3(a)以副翼偏角為輸入的傳遞函數(shù)具體表達式見表7-3(b)以方向舵偏角為輸入的傳遞函數(shù)階躍型操縱諧波型操縱脈沖型操縱梯形操縱

飛機的典型操縱動作短周期近似時飛機對平尾的操縱反應輸出輸入當0≤

sp＜1時結(jié)論：1）t=0時，

ny=02）t=∞時，

3）

sp的大小決定了過渡過程的性質(zhì)

階躍操縱時的操縱性能參數(shù)超調(diào)度、峰值時間、調(diào)整時間、振蕩次數(shù)、放大系數(shù)

超調(diào)量：超調(diào)量指過渡過程中的運動參數(shù)的最大值與穩(wěn)態(tài)值之差；超調(diào)度指超調(diào)量與穩(wěn)態(tài)值之比。峰值時間：飛機在階躍操縱后，運動參數(shù)到達第一個峰值的時間。調(diào)整時間：飛機在階躍操縱后，運動參數(shù)衰減至與穩(wěn)定值相差5

（指其包絡線）時過渡過程所經(jīng)歷的時間。振蕩次數(shù)：整個調(diào)整時間內(nèi)，飛機的運動參數(shù)的振蕩次數(shù)。放大系數(shù)：穩(wěn)態(tài)時輸出量與輸入量之比。超調(diào)量：超調(diào)量指過渡過程中的運動參數(shù)的最大值與穩(wěn)態(tài)值之差；超調(diào)度指超調(diào)量與穩(wěn)態(tài)值之比。峰值時間：飛機在階躍操縱后，運動參數(shù)到達第一個峰值的時間。調(diào)整時間：飛機在階躍操縱后，運動參數(shù)衰減至與穩(wěn)定值相差5

（指其包絡線）時過渡過程所經(jīng)歷的時間。振蕩次數(shù)：整個調(diào)整時間內(nèi)，飛機的運動參數(shù)的振蕩次數(shù)。放大系數(shù)：穩(wěn)態(tài)時輸出量與輸入量之比。階躍操縱時的操縱性能參數(shù)操縱性能參數(shù)的計算超調(diào)度峰值時間振蕩次數(shù)調(diào)整時間放大系數(shù)

小結(jié)飛機的動操縱性飛