Лабораторная работа.

СИСТЕМА СТАБИЛИЗАЦИИ ВЫСОТЫ ПОЛЕТА.

Цель работы  — исследование методом математического моделирования системы стабилизации высоты полета на персональном компьютере.

Работа содержит:

а) исследование статической системы стабилизации высоты полета;

б) исследование астатической системы стабилизации высоты полета.

Основные теоретические положения

Режим стабилизации высоты является одним из основных режимов полета самолета. Без точного выдерживания высоты невозможны полет самолетов в заданном эшелоне, аэрофотосъемка, заход на посадку и т.п. Основной координатой управления в системе стабилизации высоты является отклонение центра масс самолета от заданной высоты, которое может быть измерено барометрическим измерителем высоты или радиовысотомером.

Стабилизация высоты полета может быть достигнута как воздействием на руль высоты, так и посредством изменения тяги двигателя. Будем рассматривать наиболее распространенный случай, когда скорость полета постоянна (например, вследствие применения автомата тяги), а высота стабилизируется рулем высоты.

В общем виде при постоянной скорости полета структурная схема системы стабилизации высоты показана схеме.

Из анализа этой схемы следует, что если , то контур стабилизации высоты неустойчив. В зависимости от передаточной функции сервопривода в контуре управления имеются по меньшей мере два последовательно включенных интегрирующих звена, охваченных одной обратной связью. Устойчивость такого контура может быть обеспечена двумя путями:

1. введением внутренней стабилизирующей обратной связи по сигналу угла тангажа , т.е. введением автопилота угла тангажа;

2. введением в закон управления сигнала первой производной отклонения высоты для случая, если сервопривод имеет жесткую обратную связь, и суммы сигналов первой и второй производной от сигнала отклонения высоты для случая, когда сервопривод имеет скоростную или изодромную обратную связь.

Структурная схема системы стабилизации высоты , содержащей автопилот угла тангажа. Внутренним контуром системы является контур демпфирования, предназначенный для улучшения характеристик устойчивости. Обратная связь по углу тангажа вместе с внутренним контуром образует «тангажный» автопилот. Внешним (траекторным) контуром системы является контур стабилизации высоты.

Уравнения возмущенного продольного движения самолета, замкнутого закона управления рулем высоты. Предполагается, что привод и измерители идеальны:

Задача 1. Исследование статической системы стабилизации высоты полета

Таблица 2

	Показатель	, рад/м
		0.000875	0.00175	0.002625
0,5	,м	104,1	117,4	127,3
		4,1	17,4	27,3
		0,4448	0,889	1,333
	,м	40	20	11,4
	уст, м	100	100	100
	,с	15,9	8,003	5,864
1	,м	100,6	110	118,6
		0,6	10	18,6
		0,7559	1,509	2,26
	,м	40	20	13,4
	уст, м	100	100	100
	,с	19,79	7,696	5,344
2	,м	100	105,8	112,8
		0	5,8	12,8
		1,067	2,126	3,176
	,м	40	20	13,3
	уст, м	100	100	100
	,с	35,43	7,862	5,279
6,2	,м	100	103,2	109
		0	3,2	9
		0,7881	1,443	1,959
	,м	40	20	13,3
	уст, м	100	100	100
	,с	50	8,233	5,21

Зависимость

С увеличением коэффициентов ih и kteta время срабатывания

уменьшается , при всех коэффициентах kteta что характеризует увеличение быстродействия системы

Стабилизация высоты от различных kteta осуществляется из следующего :

при kteta=1 график пересекает линию максимально допустимой величины [с] (при которой обеспечивается стабилизация высоты) в точке [ , ih=0,0021] следователь график лежащий под этой линией обеспечивает стабилизацию высоты , а выше неё не обеспечивает .Тогда для обеспечения стабилизации высоты при kteta=1 необходимо принять значения ih=0,0021…0,002625 .

при kteta=2 график пересекает линию максимально допустимой величины [с] (при которой обеспечивается стабилизация высоты) в точке [ , ih=0,0017] следователь график лежащий под этой линией обеспечивает стабилизацию высоты , а выше неё не обеспечивает .Тогда для обеспечения стабилизации высоты при kteta=2 необходимо принять значения ih=0,0017…0,002625 .

при kteta=4 график пересекает линию максимально допустимой величины [с] (при которой обеспечивается стабилизация высоты) в точке [ , ih=0,00172] следователь график лежащий под этой линией обеспечивает стабилизацию высоты , а выше неё не обеспечивает .Тогда для обеспечения стабилизации высоты при kteta=6,2 необходимо принять значения ih=0,00172…0,002625 .