Статический контур демпфирования рысканья

Рассмотрим систему стабилизации заданного угла рысканья с законом управления . С выхода усилителя сигнал управления поступает на привод, который отклоняет управляющий орган (руль направления) ЛА, изменяя тем самым угол рысканья. Сигнал формируется в вычислителе системы траекторного управления. На рис. 6 показана расчетная структурная схема статического контура демпфирования рысканья.

Рис. 6

Выбор передаточного числа

Запишем передаточную функцию статического контура демпфирования рысканья:

Обеспечив условие ξ=0,707, имеем систему из двух уравнений с двумя неизвестными:

Решив их получаем:

Рис. 8

, где

Выбор

необходимо выбрать из обеспечения скольжения в установившемся развороте крена. При этом функция ликвидации скольжения возлагается на руль направления, который должен отклоняться пропорционально углу крена.

При статическом автопилоте законы управления каналов элеронов и руля направления имеют вид:

Эти уравнения совместно с системой (1) составят систему уравнений, описывающую движение самолета с автопилотом координированного управления курсом. Преобразовав эту систему по Лапласу и разрешив относительно изображений переменных , получим: .

Чтобы в любой момент разворота угол скольжения был равен нулю, числитель передаточной функции должен быть тождественно равен нулю.

В итоге, для получим выражение: , где

При этом уменьшается перерегулирование.

Выбор

Для выбора передаточного числа составим структурную схему всего контура, далее эмпирическим методом подбора выбираем такой коэффициент, чтобы результирующий передаточный процесс удовлетворяющий заданным в задании условиям.

_{При получаем переходный процесс:}

Режим стабилизации

В режиме стабилизации рассматриваются внешние возмущения, действующие на ЛА. Выполняется задача стабилизации постоянного угла рысканья при возмущающем ступенчатом воздействии в виде бокового порыва ветра W = 5 м/с

Скорость и направление ветра являются случайными функциями времени в пространственных координат. Поэтому анализ влияния ветра может производиться только с помощью аппарата статистической динамки, для чего должны быть известны вероятностные характеристики случайных возмущений, такие, например, как корреляционная функция, спектральная плотность. Приближенно оценить влияние ветра можно, не прибегая к методам статистической динамики. Однако это возможно в одном частном случае, когда ветер возникает мгновенно и имеет постоянную скорость и постоянное направление.

Вертикальный и боковой ветры существенно влияют на угловое движение ЛА и учитываются при исследовании стабилизации углов тангажа, курса и крена.

Рис. 10

Запишем преобразованную по Лапласу систему уравнений (1) с учетом возмущающего момента :

При β = 0 система примет вид:

(2)

Структурная схема контура рыскания в режиме стабилизации

Рис. 11

Преобразуем схему:

Рис. 12

Передаточная функция системы в режиме стабилизации имеет вид:

, где

Найдем передаточную функцию возмущения

Из системы уравнений (2) получим:

Передаточная функция системы имеет вид:

Подставив это выражение в формулу для вычисления , получим:

, где