книги из ГПНТБ / Основы авиационной автоматики учеб. пособие

\

л

о

\л

ПРЕДИСЛОВИЕ

Решение новых задач автоматического управления сложными техническими системами требует непрерывного совершенствова­ ния теоретических основ автоматики.

Обеспечение заданной точности и необходимого быстродей­ ствия системы заставляет совершенствовать методы анализа ди­ намики систем автоматического управления, находящихся под воздействием регулярных и случайных сигналов. Применение вычислительных машин в контурах управления объектами при­ водит к необходимости исследования процессов в дискретных си­ стемах. Исследование процессов управления подвижными объек­ тами требует привлечения методов анализа существенно неста­ ционарных систем.

В ряде случаев задача обеспечения высокого быстродействия системы успешно решается применением нелинейных систем уп­ равления, для анализа которых разработаны специфические методы.

При изучении динамики конкретных систем автоматического управления требуется знание конструкции, принципа действия и динамических свойств элементов автоматических устройств.

Упомянутые разделы теории автоматического управления и рассмотрены в настоящем пособии. Изложение этих вопросов на современном уровне представляет собой довольно сложную за­ дачу, однако авторы сделали попытку обеспечить необходимую краткость и доступность изложения. Для усиления практической направленности обучения пособие снабжено примерами и зада­ чами, подкрепляющими изложенные методы.

При написании данного пособия авторами обобщен опыт чте­ ния ими лекций но курсу «Авиационная автоматика» в ВВИОЛКА им. проф. Н. Е. Жуковского и учтена работа кафедры по методи­ ческому совершенствованию курса.

3

ВВ Е Д Е Н И Е

§1. РОЛЬ АВТОМАТИЗАЦИИ.

кр а т к и е и с т о р и ч е с к и е с в е д е н и я

Современный уровень развития техники характеризуется ши­ роким использованием средств автоматизации в управлении раз­ личными процессами. Функционирование современных предпри­ ятий я сложных технических систем становится возможным лишь благодаря использованию автоматического управления. Техниче­ ское развитие Советского Союза и передовых стран мира достиг­ ло такого уровня, при котором в ряде случаев автоматизация аб­ солютно необходима. Осуществлять управление атомными элек­ тростанциями, увеличивать скорость прокатных станов, произво­ дить непрерывный разлив стали и добиваться изготовления дета­ лей высокого класса точности в настоящее время невозможно без перехода на автомэтическоеj /нрявление. С уверенностью можно сказать, что все наиболее' выдающиеся научно-технические до­ стижения в области освоения космоса, атомной энергетики, бес­ пилотной авиации и вычислительной техники были получены бла­ годаря использованию .комплексов автоматических устройств и систем.

Особенно велика роль автоматизация в процессе производст­ ва и повышении производительности труда. «Производительность труда — это в последнем счете самое важное, самое главное для победы нового общественного строя» — говорил В. И. Ленин. Ав­ томатизацию можно назвать главным направлением техническо­ го прогресса. Поэтому партия и Советское правительство уделя­ ют большое внимание развитию автоматизации в СССР; ставят­ ся все новые и новые задачи по увеличению темпов автоматиза­ ции производства. В программе КПСС ставится задача осуще­ ствить в массовом масштабе комплексную автоматизацию произ­ водства с переходом к автоматизированным цехам и предприя­ тиям. Это приведет к качественным изменениям в характере производства, позволит успешно выполнить основную экономи­ ческую задачу построения материально-технической базы ком­ мунизма. В программе говорятся, что «Автоматизация и комп­ лексная механизация служат материальной основой для посте­ пенного перерастания труда социалистического в труд комму­ нистический». Под комплексной автоматизацией производства

5

понимается, с одной стороны, автоматизация первичных произ­ водственных операций, а с другой, — автоматизация процесса производства в целом.

Автоматизация первичных производственных операций осу­ ществляется путем автоматизации отдельных процессов и опера­ ций, внедрением в производство автоматических систем и стан­ ков-автоматов. Автоматизация процесса управления производст­ вом достигается путем создания поточных линий, автоматизиро­ ванных цехов и полностью автоматизированных предприятий. Аналогичные две тенденции имеются и в военной технике, а в авиации — в особенности.

На современном самолете осуществлена автоматизация от­ дельных этапов полета самолета, автоматизировано управление вооружением, авиадвигателями, источниками электроэнергии, средствами ориентировки и т. п. Для этой цели используются ав­ топилот и автоматический прицел, автомат запуска и система ав­ томатического регулирования скорости вращения авиадвигателя, система регулирования напряжения самолетного генератора и навигационные автоматы, система регулирования передаточного отношения от ручки управления к стабилизатору, автомат растормаживания колес и т. п. Такое широкое внедрение автома­ тических устройств повышает боевые возможности самолета, так как облегчает экипажу выполнение тактических задач, обес­ печивая необходимую точность и быстродействие в условиях не­ прерывно возрастающих скоростей и высот полета.

Дальнейшее повышение боевой эффективности авиации тре­ бует осуществления полной автоматизации всех режимов полета самолета: взлет, вывод самолета в район цели и сброс бомб или запуск ракет, привод «а аэродром посадки и посадка. Возникает также необходимость объединения отдельных систем автомати­ ческого управления в единое целое, т. е. должна быть осуществ­ лена комплексная автоматизация самолета. Все это не только повышает боевые и тактические возможности самолетов, но и позволяет увеличить безопасность полетов и надежность работы авиационной техники. Усложнение технического оснащения са­ молетов требует от специалистов любого профиля не только зна­ ния аппаратуры и оборудования, с которыми они сталкиваются в процессе эксплуатации, но и знания принципов построения и основ работы тех сложных комплексов и систем, в которые вхо­ дит самолет с его установками.

Изучение принципа действия и построения сложных техниче­ ских систем становится возможным лишь в результате усвоения основ современной автоматики.

Истоки автоматики, то есть первые попытки заменить груд человека механизмами, действующими без его непосредственно­ го участия, относятся к древности и к средним векам. Однако ав­ томатические устройства стали прямой технической необходимо­ стью только после того, как получили достаточное развитие ма­

6