1 Цель работы
Целью данного курсового проекта является проектирование системы стабилизации воздушного судна по углу тангажа. Получение передаточных функций летательного аппарата и системы стабилизации, постоянных, коэффициентов. Анализ проектируемой системы на устойчивость.
2 Задание на курсовой проект
Заданы следующие коэффициенты в уравнениях движения самолёта:
a1
= 0.86 1/с;
= 0.16 1/с; a2
= 6.54 1/с; a3
= 11.7 1/с2;
a4
= 0.57 1/с; a5
= 0;
Полёт проходит на высоте H=6000 м, со скоростью V=190 м/с.
Тип воздушного судна ЛСС (лёгкий сверхзвуковой самолёт).
Для проектирования рулевой машины задано:
Отклонение руля -40 +30 град.
Максимальная скорость отклонения руля 95 град/с.
Давление напорной магистрали pН=50∙106 Па.
Коэффициент шарнирного момента KШ = 620 Нм.
В гидравлической системе используется смесь масла и спирта в пропорции 1:1, плотность смеси ρ ≈ 0.9 кг/м3.
3 Формирование и анализ модели ла (воздушного судна)
Уравнения движения воздушного судна:
OX:
,
(1)
OY:
,
(2)
OZ:
,
(3)
.
(4)
X
и P
являются функциями:
,
.
Уравнения в линеаризованном виде:
,
(5)
,
(6)
.
(7)
(8)
Требуется решить систему уравнений (6), (7), (8) относительно υ и α, операторным методом:
,
,
(9)
.
(10)
Составив определители находится решение:
,
;
.
Каждое решение представляется как сумму нескольких ПФ, помноженных на соответствующее входное воздействие.
Требуемые передаточные функции:
;
;
;
;
;
;
;
;
;
.
На основе решения системы уравнений может быть составлена матрица передаточных функций.
;
.
Рассматриваются
отдельные передаточные функции,
приведённые к виду
,
где:
,
,
.
Если коэффициенты при передаточных функциях отрицательные, они могут быть записаны с положительным знаком, и их знак будет учтён при составлении модели. Передаточные функции модели воздушного судна следующие:
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
На рисунках 1 – 7 показаны амплитудно – фазовые логорифмические характеристики для передаточных функций по углам тангажа, наклона траектории и скоростей изменений этих углов, переходные процессы для скоростей изменения углов, при входном возмущении, заданном углом отклонения руля.
Некоторые переходные процессы не устанавливаются. У устойчивых процессов недопустимо перерегулирование. Система нуждается в дополнительной коррекции.