教学过程及授课内容附
6 飞机电气系统电路分析
6.1 飞机操纵系统概况
图6.1.1 典型飞机操纵舵面的布局
舵面操纵系统
主操纵系统：各种舵面操纵动作的实现，可以有机械传动方式、液压传动方式或电力传动方式，我们称直接实现这些操作功能的设备为主操纵系
统。
辅助操纵系统：除电力传动直接操纵的工作方式以外，在机械传动和液压传动方式中，还常常用到一些电器设备去控制一些机械附件工作，或控制
液压活门的启闭，或对主操纵系统的舵面，如副翼、升降舵、方向舵再配
置电动调整片，我们将这些协同液压或机械主操纵系统工作的电气设备称
为辅助操纵系统。
辅助系统主要是为操作方便和减轻驾驶员的劳动强度而设的。
教学过程及授课内容附
图6.1.2 简单机械式操纵系统
简单机械式操纵系统
中央操纵机构由驾驶杆、驾驶盘和脚蹬组成。
驾驶员向前推或向后拉驾驶杆，可以操纵升降舵向下或向上偏转，从而使飞机头部下俯或上仰。
当向左或向右压驾驶盘时，则操纵了左右两机翼上的副翼，左上右下偏转或是右上左下偏转，使飞机绕其纵轴向左或向右滚转。
脚蹬连结着方向舵，蹬出左脚，使方向舵向左偏转，将使机头绕立轴向左偏转。反之，则使机头向右偏转。
【教学反思】
课程设计任务书 学生姓名： 李攀 专业班级： 自动化0804 指导教师： 谭思云 工作单位： 自动化学院 题 目: 飞行器控制系统设计 初始条件： 飞行器控制系统的开环传递函数为： ) 2.361(4000)(+= s s K s G 控制系统性能指标为调节时间s 008.0≤，单位斜坡输入的稳态误差000443.0≤，相角裕度大于85度。 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） （1） 设计一个控制器，使系统满足上述性能指标； （2） 画出系统在校正前后的奈奎斯特曲线和波特图； （3） 用Matlab 画出上述每种情况的阶跃响应曲线，并根据曲线分析系统的动态性能指标； （4） 对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须写清楚分析计算的过程，给出响应曲线，并包含Matlab 源程序或Simulink 仿真模型，说明书的格式按照教务处标准书写。 时间安排： （1） 课程设计任务书的布置，讲解 （一天） （2） 根据任务书的要求进行设计构思。（一天） （3） 熟悉MATLAB 中的相关工具（一天） （4） 系统设计与仿真分析。（四天） （5） 撰写说明书。 （两天） （6） 课程设计答辩（一天） 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日
摘要 根据被控对象及给定的技术指标要求，设计自动控制系统，既要保证所设计的系统有良好的性能，满足给定技术指标的要求，还有考虑方案的可靠性和经济性。本说明书介绍了在给定的技术指标下，对飞行器控制系统的设计。为了达到给定要求，主要采用了串联之后—超前校正。 在对系统进行校正的时候，采用了基于波特图的串联之后—超前校正，对系统校正前后的性能作了分析和比较，并用MATLAB进行了绘图和仿真。对已校正系统的高频特性有要求时，采用频域法校正较其他方法更为方便。 关键词：飞行器控制系统校正 MATLAB
《飞机电气系统》题库 1、现代飞机防火系统安装在(C) A、动力装置和尾翼 B、机体和尾翼 C、动力装置和机体 D、动力装置和货舱和尾翼 3、火警探测系统的作用是(C) A、在灭火开始时，喷洒灭火剂 B、发出发动机吊舱火警 C、探测火警或准火警条件，使火警装置起作用 D、判定发动机失火的位置 4、现代飞机上火警探测系统包括(D) A、发动机和APU烟雾探测 B、货舱和厕所火警探测 C、轮舱和供气管道火警探测 D、发动机火警探测
5、民用飞机上发动机和APU舱防火都采用(C) A、烟雾探测系统 B、手提灭火器 C、火警探测和灭火系统 D、烟雾探测和过热警告系统 6、飞机上火警探测系统的作用是(A) A、探测所在区域的火警并指示相应的位置，火警装置起作用 B、探测所在区域的火警并指示相应的位置，火警装置不起作用 C、探测所在区域的火警位置并进行灭火 D、探测发动机舱着火并进行灭火 7、飞机上的防火系统主要由两部分组成: (C) A、火警探测和报警灯 B、报警灯和灭火系统 C、火警探测和灭火系统 D、火警探测和测试开关 8、火警中央警告信息包括以下几种(A) A、主警告灯、警铃 B、主警告灯、EICAS/ECAM信息 C、警铃、EICAS/ECAM信息
D、警告灯、警铃、EICAS/ECAM 信息 9、火警警告信息由以下两部分组成(A) A、中央警告、局部警告 B、烟雾警告、过热警告 C、发动机过热警告、飞机机体过热警告 D、火警探测和灭火系统 10、火警主警告信息的功能是(B) A、可指出具体着火部位 B、只表明有火警存在 C、表明有火警存在并指出具体着火部位 D、报警并实施灭火 11、火警局部警告信息包括(C) A、主警告灯、警铃 B、主警告灯、EICAS/ECAM信息 C、防火控制板上的警告灯和EICAS/ECAM信息 D、警铃、EICAS/ECAM信息 12、火警探测器通过探测火警的存在。(D) A、电流
《飞机电气系统》题库 1、飞机灯光照明系统可分为(B) A、机内照明和机外照明 B、机内照明、机外照明和应急照明 C、普通照明和航行标志照明 D、客舱照明和驾驶舱照明 2、飞机在夜间或复杂气象条件下飞行和准备时使用(C) A、机外照明和应急照明 B、机内照明和应急照明 C、机外和机内照明 D、驾驶舱和客舱照明 3、飞机在夜航或复杂气象条件下飞行，驾驶舱必须照明，它包括(C) A、机内照明，机外照明 B、机内照明，机外照明和应急照明 C、一般照明和局部照明 D、一般照明，局部照明和应急照明 4、飞机的机外照明，对不同灯有不同的要求但它们共同主要求是 (C) A、足够的发光强度和高的发光效率 B、足够的发光强度、可靠的作用范围 C、足够的发光强度、可靠的作用范围，适当的颜色 D、足够的发光强度、可靠的作用范围，交直流电压均可使用 5、飞机灯光照明系统包括(A) A、机内照明、机外照明和应急照明 B、普通照明和航行标志照明及显示器亮度 C、客舱照明和驾驶舱照明及显示器亮度 D、客舱照明和驾驶舱照明和货舱照明 6、飞机在夜间或复杂气象条件下飞行或准备时，使用(B) A、机内照明和应急照明 B、机内照明和机外照明 C、机外照明和应急照明 D、驾驶舱照明和客舱照明 7、飞机在夜航或复杂气象条件下飞行，驾驶舱必需照明，驾驶舱照明包括(C) A、机内照明和应急照明 B、机内照明、机外照明和应急照明 C、一般照明和局部照明
D、一般照明和应急照明 8、飞机的机外照明，对不同灯有不同的要求，但对它们的共同要求是(D) A、足够的发光强度和高的发光效率及闪亮警示 B、足够的发光强度和可靠的作用范围及闪亮警示 C、可靠的作用范围和适当的颜色 D、足够的发光强度、可靠的作用范围和适当的颜色 9、在机外照明中，要求光强最大的、会聚性最好的灯是(A) A、活动式和固定式着陆灯 B、着陆灯和滑行灯 C、着陆灯和防撞灯 D、着陆灯、滑行灯和防撞灯 10用于标明飞机的轮廓、位置和运动方向的灯是(AB) A、防撞灯 B、航行灯 C、滑行灯 D、标志灯 11应急照明灯用于(C) A、某些客舱灯失效时备用 B、某些驾驶舱灯失效时备用 C、主电源全部中断时使用 D、某些驾驶舱灯或客舱灯失效时备用 12、检查活动式着陆灯时，应注意(D) A、不要作放下或收上操作 B、不要放下 C、不要在白天进行 D、不要长时燃亮灯丝 13、航行灯是显示飞机轮廓的机外灯光信号，因此，它的颜色规定为(A) A、左红右绿尾白 B、左绿右红尾白 C、左红右红尾白 D、左绿右绿尾红 14、用于给垂直安定面上的航徽提供照明的灯是(B) A、探冰灯 B、标志灯 C、航行灯 D、防撞灯
飞机配电系统(aircraft electrical power distribution system) 简介 飞机发电机与地面或应急电源的电能进行转换、传输、分配与控制保护的系统（见飞机电气系统）。它由馈电电缆、汇流条、配电板以及配电器件等组成。配电系统保证对飞机各部分可靠地输配电能，管理各类电气负载并保护用电设备。 20世纪40年代以来随着飞机电气系统的完善，飞机配电器件也实现了系列化。50年代中开始制订标准和规范。大型飞机的发展使配电系统的重量在飞机供电系统总重中占居主要地位。在某些飞机中有上千个断路器，电缆重量达供电系统总重的7 0％。60年代末，飞机配电向着多路传输总线控制的固态配电方向发展。70年代开始将电气系统与电子、武器和操纵等系统通过多路传输总线交联在一起并由计算机控制。 配电方式 按机载供电的性质可分为低压直流、高压直流和交流配电三种方式。直流电网常采用负线与机身搭接的单线制，交流电网常采用三相四线制。按结构配置可分为集中配电和分散配电。集中配电，不论一台或多台发电机只配置一个电源汇流条，因而操作和维护都比较简单。但汇流条一旦出现故障便会影响飞机的全部供电。分散式配电有多组可以相互隔离或联接的汇流条，局部故障不致关系全局，而且功率线长度减少，重量减轻。配电系统按控制方式分为常规式、遥控式和固态式3种。常规式配电的功率线全部引入座舱内的配电中心。遥控式配电的配电中心接近用电设备，由遥控信号通过功率控制器操纵，座舱内只引入控制线。固态式配电由一条多路传输总线传递全部控制信号。这种方式取消了众多的控制线，减轻了重量，提高了自动化程度。 用电设备的重要性及其在飞行中各个阶段的作用不尽相同，在巡航、战斗、起飞、着陆等各阶段可实行不同的负载管理方案。出现故障时，管理方式更应改变。在飞行中，需要综合考虑各种因素决定怎样切换负载，或转换为应急供电等，以确保对重要设备可靠供电。负载管理方式分为人工管理和自动管理两种。前者由空勤人员判断操作，后者由计算机按预先设计好的管理方案自动进行。负载自动管理可以使电网经常处于最佳状态。 配电器件 包括电缆、开关电器(或控制电器)、保护电器、汇流条和接插件等。 ①飞机电缆：由多股细铜丝绞制而成的线芯和绝缘护套组成。线芯截面积的选择需要兼顾机械强度和导电性。铬铜、镉铬铜等新型线芯材料正在研制中。
无人飞行器系统综述 学生姓名：张书铭 院系：航空科学与工程学院 班级：150519班 学号：15051251 2015年12月
一、引言 无人飞行器系统是以无人机为主体，由多个分系统组成的复杂系统，集成了航空技术、信息技术、控制技术、测控技术、传感技术以及新材料、新能源等多学科技术，已成为航空航天的一个新的发展方向。无人机的发展历史可以追溯到上一世纪20 年代，应技术进步和战争需求，无人机已逐渐发展为世界各国尤其是发达国家武器装备中重要组成部分之一，无人化也已日益成为未来战争发展的方向之一，同时无人机也正在向民用化发展。进入20 世纪末，无人机发展进入了一个新时代并先后形成三次发展浪潮。目前，世界各主要国家尽管发展方向和发展程度各异，但无不积极研制开发无人机，在进一步发展军事用途的同时又扩展到民用领域，一个无人机发展高潮正在到来。 二、无人飞行器系统简述 无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UA V”，是利用无线电遥控设备和自备的程控装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。而无人机系统，英文缩写为“UAS”，是以无人机为主体，配有相关的分系统，能完成特定任务的一组设备。无人飞行器系统一般由无人机平台、测控与信息传输分系统、飞行控制与导航系统、任务载荷、发射与回收系统和地面运输与保障系统组成。 无人机系统按重量、航程和飞行高度可分为：微型无人机（重量一般不超过1kg）、小型无人机（重量一般不超过20kg，航程不超过30km）、近程无人机（航程能达到100km）、中程无人机（航程能达到500km）、中空长航时无人机（航程超过500km，续航时间20 小时以上，飞行高度5000到10000m）和高空长航时无人机（航程达到10000km，续航时间20 小时以上，飞行高度达到15000m）。 相比有人驾驶飞行器，无人机有着用途广泛，成本低，效费比好，无人员伤亡风险，生存能力强，机动性能好，使用方便等优势，适用于执行“枯燥的、脏的、危险的”所谓“3D”任务，能在核污染、化学污染地区和战争前沿侦察，能在极端恶劣天气下飞行，在现代战争中有着极其重要的作用。无人机执行的任务分为攻击杀伤型和非攻击杀伤型。美国海军给无人机划分了以下任务分区：
民航飞机电气系统（2010年版教材） 一、工作原理 1. 炭片调压器的工作原理（P134，图5-3） 当发电机转速上升或负载减小时，发电机电压会升高而超过其额定值。此时电磁铁线圈中的电流会立即增大，作用在衔铁上的电磁力会随之增大，衔铁向电磁铁方向移动，炭片之间的压力便减小，炭柱电阻逐渐增大，发电机励磁电流逐渐减小，发电机电压逐渐下降。当炭柱电阻的改变所引起的电压变化量，恰好抵消了由于转速和负载改变所引起的电压变化量时，发电机电压就恢复至额定值。经过这一变化后，作用在衔铁上的三个力又重新平衡，衔铁停在新的平衡位置，调压器又处于新的平衡状态。 当发电机转速下降或负载增加时，电压调节器的工作过程与上述相反。即： 当发电机转速下降或负载增加时，发电机电压会下降而低于其额定值。此时电磁铁线圈中的电流会立即减小，作用在衔铁上的电磁力会随之减小，衔铁向炭柱方向移动，炭片之间的压力便增大，炭柱电阻逐渐减小，发电机励磁电流逐渐增大，发电机电压逐渐上升。当炭柱电阻的改变所引起的电压变化量，恰好抵消了由于转速和负载改变所引起的电压变化量时，发电机电压就恢复至额定值。经过这一变化后，作用在衔铁上的三个力又重新平衡，衔铁停在新的平衡位置，调压器又处于新的平衡状态。 2. 负载均衡电路的工作原理（P139，图5-6） 如果负载分配不均衡，设I 1>I 2, 则A 、B 两点电位不相等，ΦA <ΦB ，于是有电流自B 点经过W eq2和W eq1流向A 点，产生相应的磁势。在输出电流大的发电机调压器中，均衡线圈磁势页工作线圈磁势方向相同，使调压器铁芯合成磁势增强，调节点电压U 1降低；输出电流小的发电机调压器，均衡线圈磁势与工作线圈磁势方向相反，使铁芯合成磁势减弱，调节点电压U 2升高。结果原来输出电流大的发电机电流I 1减小，输出电流小的发电机电流I 2增大，使负载趋于均衡。 如果I 1ΦB ，于是有电流自A 点经过W eq2和W eq1流向B 点，产生相应的磁势。在输出电流大的发电机调压器中，均衡线圈磁势与工作线圈磁势方向相反，使调压器铁芯合成磁势减弱，调节点电压U 1升高；输出电流小的发电机调压器，均衡线圈磁势与工作线圈磁势方向相同，使铁芯合成磁势增强，调节点电压U 2降低。结果原来输出电流小的发电机电流I 1增大，输出电流小的发电机电流I 2减小，使负载趋于均衡。 3. 差动保护电路工作原理（P191-192，图6-40，图6-41） 当发电机内部或电流互感器之间的馈电线发生相与相或相与地短路时，如短路点a 对地发生短路，则将流过一短路电流，于是短路点两侧的电流的大小和相位一般都不相等，于是， 1'?I 将不再等于2'?I ，21'''? ??-=?I I I 为一个较大的值。 当短路电流达到一定数值时，△'? I 在电阻R 2上的压降经二极管D 整流，电容C 滤波，再经分压后在电阻R 8上产生电压U Ｒ８，当U R8大于鉴压值U W (U W 为稳压管DW 的击穿电压)时，将发出差动保护故障信号，经过GCR 故障信号放大器去断开GCR ，然后断开GB ，从而将故障发电机励磁电路和输出电路迅速断开。 若短路故障发生在保护区以外的b 点，则差动保护电路不会输出故障信号。 4. 过压保护电路工作原理（P192-193，图6-42）
第一章飞行控制系统概述 1.1飞行器自动控制 1.1.1飞行控制系统的功能 随着飞行任务的不断复杂化，对飞机性能的要求越来越高，不仅要求飞行距离远（例如运输机），高度高（高空侦察机），而且还要求飞机有良好的机动性（例如战斗机）。为了减轻驾驶员在长途飞行中的疲劳，或使驾驶员集中精力战斗，希望用自动控制系统代替驾驶员控制飞行，并能改善飞机的飞行性能。这种系统就是现代飞机上安装的飞行自动控制系统。 飞行控制系统的功能归结起来有两点：1）实现飞机的自动飞行；2）改善飞机的飞行性能。 飞机的自动飞行控制系统在无人参与的情况下，自动操纵飞机按规定的姿态和航迹飞行，通常可实现对飞机的三轴姿态角和飞机三个方向的空间位置的自动控制与稳定。例如，无人驾驶飞行器（如无人机或导弹等），实现完全的飞行自动控制；对于有人驾驶的飞机（如民用客机或军用飞机），虽然有人参与驾驶，但某些飞行阶段（如巡航段），驾驶员可以不直接参与操纵，而由飞行控制系统实现对飞机飞行的自动控制，但驾驶员应完成对自动飞行指令的设置和监督自动飞行的情况，并可以随时切断自动控制而实现人工驾驶。采用自动飞行具有以下优点： 1）长距离飞行时解除驾驶员的疲劳，减轻驾驶员的工作负担； 2）在一些恶劣天气或复杂的环境下，驾驶员难于精确控制飞机的姿态和航迹，自动飞行控制系统可以精确对飞机姿态和航迹的精确控制； 3）有一些飞行操纵任务，驾驶员难于精确完成，如进场着陆，采用自动飞行控制则可以较好地完成任务。 一般来说，飞机的性能和飞行品质是由飞机本身气动特性和发动机特性决定的，但随着飞机飞行高度及飞行速度的增加，飞机的自身特性将会变坏。如飞机在高空飞行时，由于空气稀薄，飞机的阻尼特性变坏，致使飞机角运动产生严重的摆动，靠驾驶员人工操纵将会很困难。此外，设计飞机时，为了减小质量和阻力，提高有用升力，将飞机设计成静不稳定的。对于这种静不稳定的飞机，驾驶员是难于操纵的。在飞机上采用增稳系统或阻尼系统可以很好地解决这些问题。
学号： 课程设计 题目飞行器控制系统设计 学院自动化学院 专业自动化 班级自动化1002班 姓名 指导教师肖纯 2012 年12 月19 日
课程设计任务书 学生姓名： 专业班级：自动化1003班 指导教师： 肖 纯 工作单位： 自动化学院 题 目: 飞行器控制系统设计 初始条件：飞行器控制系统的开环传递函数为： ) 2.361(4500)(+= s s K s G 要求设计控制系统性能指标为调节时间ts 008.0≤秒，单位斜坡输入的稳态误差000443.0≤，相角裕度大于75度。 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写 等具体要求） （1） 设计一个控制器，使系统满足上述性能指标； （2） 画出系统在校正前后的奈奎斯特曲线和波特图； （3） 用Matlab 画出上述每种情况的阶跃响应曲线，并根据曲线分析系统 的动态性能指标； （4） 对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须写清楚分析 计算的过程，给出响应曲线，并包含Matlab 源程序或Simulink 仿真模型，说明书的格式按照教务处标准书写。 时间安排： 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日
随着经济的发展，自动控制技术在国民经济中发挥着越来越重要的作用。自动控制就是在没有人的参与下，系统的控制器自动的按照人预订的要求控制设备或过程，使之具有一定的状态和性能。在实际中常常要求在达到制定性能指标的同时能更加节约成本、能具有更加优良的效果。本次飞行器设计中，采用频域校正的方法使系统达到指定的性能指标，同时采用matlab仿真软件更加直观的进行仿真分析和验证。 在此设计中主要采用超前校正的方法来对系统进行性能的改进，通过分析、设计、仿真、写实验报告书的过程，进一步加深了对自动控制原理基本知识的理解和认识，同时通过仿真系统的奈奎斯特图、bode图、单位阶跃响应曲线，进一步理解了系统的性能指标的含义，同时也加深了对matlab仿真的掌握，培养了认识问题、分析问题、解决问题的能力。
Whyflight vehicles fly in the air Today we can see many flight vehicles fly in the air,airplanes,missiles,balloons,airships and so on.They have different uses .For example,airplanes are used to load people while missiles are used to attack the target. But,here we have a question:why can they fly in the air? First,a flight vehicle has its own flight principles.The flight vehicle need forces to make it fly. The most important of all is aerodynamics.Aerodynamics are produced by the nearby air of a flying vehicle. Aerodynamics can be divided into three forces in three directions. They are lift to overcome the gravity, drag to block the flight vehicle and lateral force to make the flight vehicle slope.And of course, the flight vehicle has thrust itself, and this is the main force to make it forward. All these forces acted on the fight vehicle keep it balance in the air, so the flight vehicle can move smoothly. Another important action to the flight is moment. There are aerodynamic moments and thrust moment. Aerodynamic moments are also divided into three components named rolling moment, yawing moment, and pitching moment. Rolling moment makes the flight vehicle roll around its longitudinal axis. Yawing moment lets the flight vehicle roll around its vertical axis. Pitching moment makes the flight vehicle roll around its lateral axis. Thrust moments are produced by thrust when it does not pass through the mass center. All
民航飞机电气系统知识点 2010 年版教材 民航飞机电气系统（2010 年版教材） 一、工作原理 1.炭片调压器的工作原理（P134,图5-3）当发电机转速上升或负载减小时，发电机电压会升高而超过其额定值。此时电磁铁线圈中的电流会立即增大, 作用在衔铁上的电磁力会随之增大,衔铁向电磁铁方向移动, 炭片之间的压力便减小, 炭柱电阻逐渐增大, 发电机励磁电流逐渐减小, 发电机电压逐渐下降。当炭柱电阻的改变所引起的电压变化量, 恰好抵消了由于转速和负载改变所引起的电压变化量时, 发电机电压就恢复至额定值。经过这一变化后, 作用在衔铁上的三个力又重新平衡,衔铁停在新的平衡位置, 调压器又处于新的平衡状态。
当发电机转速下降或负载增加时, 电压调节器的工作过程与上述相反。即： 当发电机转速下降或负载增加时, 发电机电压会下降而低于其额定值。此时电磁铁线圈中的电流会立即减小, 作用在衔铁上的电磁力会随之减小,衔铁向炭柱方向移动, 炭片之间的压力便增大,炭柱电阻逐渐减小, 发电机励磁电流逐渐增大,发电机电压逐渐上升。当炭柱电阻的改变 2010 年版教材 所引起的电压变化量，恰好抵消了由于转速和负载改变所引起的电压变化量时，发电机电压就恢复至额定值。经过这一变化后，作用在衔铁上的三个力又重新平衡，衔铁停在新的平衡位置，调压器又处于新的平衡状态。 2.负载均衡电路的工作原理（P139,图5-6 ）如果负载分配不均衡，设I A 2,则A B两点电位不相等， ①A<①B,于是有电流自B点经过W和W流向A点，产生相应的磁势。在输出电流大的发电机调压器中，均衡线圈磁势页工作线圈磁势方向相同，使调压器铁芯合成磁势增强，调节点电压U1 降低；输出电流小的发电机调压器，均衡线圈磁势与工作线圈磁势方向相反，使铁芯合成磁势减弱，调节点电压U2升高。
第二章飞行力学基础 2.1 飞行器空间运动的表示、飞行器操纵机构、稳定性和操纵性的概念2.1.1常用坐标系 1)地面坐标系(地轴系)(Earth-surface reference frame）Sg-o g x g y g z g 原点o g 取自地面上某一点（例如飞机起飞点）。o g x g 轴处于地平面内并指向 某方向（如指向飞行航线）；o g y g 轴也在地平面内并指向右方；o g z g 轴垂直地面 指向地心。坐标按右手定则规定，拇指代表o g x g 轴，食指代表o g y g 轴，中指代表 o g z g 轴，如图2-1所示。 2）机体坐标系（体轴系）(Aircraft-body coordinate frame)Sb-oxyz 原点o取在飞机质心处，坐标与飞机固连。Ox与飞机机身的设计轴线平行，且处于飞机对称平面内；oy轴垂直于飞机对称平面指向右方；oz轴在飞机对称平面内；且垂直于ox轴指向下方（参看图2.1-1）。发动机推力一般按机体坐标系给出。 3）速度坐标系(Wind coordinate frame)Sa-ox a y a z a 速度坐标系也称气流坐标系。原点取在飞机质心处，ox a 轴与飞行速度V的 方向一致。一般情况下，V不一定在飞机对称平面内。oz a 轴在飞机对称面内垂 x 图2.1-1 机体坐标系与地面坐标系
直于ox a 轴指向机腹。oy a 轴垂直于x a oz a 轴平面指向右方,如图2.1-2所示。作用在飞机上的气动力一般按速度坐标系给出。 4）航迹坐标系(Path coordinate frame)Sk-ox k y k z k 原点取在飞机质心处，ox k 轴与飞机速度V 的方向一致。oz k 轴在包含ox k 轴的铅垂面内，向下为正；oy k 轴垂直于x k oz k 轴平面指向右方。研究飞行器的飞行轨迹时，采用航迹坐标系可使运动方程形式较简单。 2.1.2 飞机的运动参数 1）飞机的姿态角 1.俯仰角θ(Pitch angle) 机体轴ox 与地平面间的夹角。以抬头为正。 2.偏航角ψ(Yaw angle) 机体轴ox 在地平面上的投影与地轴o g x g 间的夹角。以机头右偏航为正。 3.滚转角φ(Roll angle) 又称倾斜角，指机体轴oz 与通过ox 轴的铅垂面间的夹角。飞机向右倾斜时 图2.1-2 速度坐标系与地面坐标系
第30卷 第10期航 空 学 报 Vol 130No 110 2009年 10月ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUT ICA SINICA Oct. 2009 收稿日期:2008208212;修订日期:2008212205 基金项目:国家自然科学基金(90605007);南京航空航天大学博 士生创新基金((B CXJ06208) 通讯作者:何真E 2mail:hezhen@https://www.doczj.com/doc/7117543880.html, 文章编号:100026893(2009)1021906 206变体飞行器控制系统综述 陆宇平,何真 (南京航空航天大学自动化学院,江苏南京 210016) A Survey of Morphing Aircraft Control Systems Lu Yuping,H e Zhen (College of Automation Engineering,Nanjing Universit y of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,China) 摘 要:介绍了变体飞行器控制系统和涉及的控制理论问题。分析了变体飞行器的控制系统,指出变体飞行器的控制系统由变形控制层和飞行控制层组成。对变体飞行器的硬件结构和变体飞行器控制方法的研究现状进行了阐述。分析了集中式和分布式两种变形机械结构以及控制系统体系结构,提出采用总线网络连接变形结构的分布式元件。总结了变体飞行器需深入研究的变形控制和飞行控制问题,包括大尺度变体飞行器的飞行控制问题,通信受约束的大数目的驱动器的协调控制问题。关键词:变体飞行器;变形控制;飞行控制系统;分布式控制;网络控制中图分类号:V249 文献标识码:A Abstr act:The control system and r elated cont rol theor y of morphing aircraft a re introduced.The cont rol sys 2tem of mor phing air cr aft is analyzed.I t is shown that the system consists of a shape cont rol loop and a f light cont rol loop.Advances in the mechanical structures and contr ol appr oaches of mor phing aircraft ar e discussed.The centra lized mechanica l morphing structur e,the distributed mechanical morphing st ructur e,and the contr ol system structure are analyzed.It is pr oposed that the distr ibuted components in a morphing st ructur e should be connected through a bus net work.F utur e work in the shape contr ol and flight control of morphing aircraft is summar ized,including the flight contr ol of large 2scale shape air craft,cooperat ive contr ol of large numbers of actuators under communication constraints. Key words:morphing aircraft;sha pe control;flight control systems;distr ibuted control;networked contr ol 变体飞行器能根据飞行环境和飞行任务的变化,相应地改变外形,始终保持最优飞行状态,以满足在变化很大的飞行环境(高度、马赫数等)里执行多种任务(如起降、巡航、机动、盘旋、攻击等) 的要求。变体飞行器还能够改善飞行器空气动力学性能,增加续航时间,用能连续、光滑变形的变形结构代替传统操纵面,提高隐身性能。由于具有这些优势,变体飞行器得到了各国的重视。目前,已开展过的或正在开展的变体飞行器项目有 [125] :美国的AFTI/F111自适应机翼项目,主动 柔性翼(AFW)计划,智能机翼(Smart Wing)项目 和近期启动的变形飞机结构(MAS)项目;欧洲的3AS(Active Aeroelastic A ir craft Structures)研究项目等。 与传统飞行器相比,变体飞行器最特殊之处在于它具有变形结构。这给气动、材料、结构、控 制和优化等多个学科提出了一系列有待研究的问题。在控制学科方面,变形结构的分布式驱动特性以及变形引起的飞行器模型的不确定性和非线性等都引出了许多具有挑战性的研究课题。本文总结与思考了变体飞行器的控制体系结构设计和控制理论研究,提出了需深入研究的变形控制和飞行控制方面的问题。 1 工作原理 变体飞行器的控制系统可分为两个层次,如图1所示。第1层可称为变形控制系统,对变形结构进行控制,即实现变形控制;第2层可称为飞行控制系统,控制整个飞行器的飞行状态,即实现飞行控制。 变体飞行器的变形结构是使变体飞行器实现/变体0的部件。为了获得高气动效率,变体飞行器的变形应该是连续的、光滑的,因此,大部分变形结构由大数量的分布式驱动单元组成。变形结构可以是分布式作动器驱动的机械连杆结构(驱
天津市高等教育自学考试课程考试大纲 课程名称：飞机电气系统 课程代码：0844 第一部分课程性质与目标 一、课程性质与特点本课程是高等教育自学考试机务维修管理专业所开设的专业技术课之一，它是一 门理论 联系实际、应用性较强的课程。本大纲适用于本科生的教学，教学计划中规定为 108 学时。本课程讲授飞机电气设备的基础理论知识。通过本课程的学习，能对飞机电气设备有全面系统的了解，获得维修工程师的基本训练，初步具备分析判断故障、解决本专业实际维修问题的能力，为今后学习各种飞机电气设备打下坚实的基础。 二、课程目标与基本要求本课程的教学基本要求是使学生掌握现代飞机电气元件、电机和电源的功能、结构及特性，了解典型飞机电气控制系统的组成和原理，学会运用电气理论知识分析和解决飞机电气设备维修问题的基本方法。 三、与本专业其他课程的关系 《飞机电气基础》是机务维修管理专业大学本科必修的专业技术课程，它与机务维修管理专业其他许多课程有着密切的关系。《电工学》、《电子技术基础》、《自动控制原理》等是本课程的基础课。 第二部分教学内容与考核目标 绪论 一、学习目的与要求通过本章的学习，了解飞机电气设备的概念、特点、发展概况及维修规范。 二、考核知识点与考核目标识记：飞机电气设备的概念、特点、发展概况及维修规范 第一章飞机电气元件 一、学习目的与要求 通过本章的学习，了解电磁铁和电接触的基本知识，掌握飞机常用电气元件的功能、结构、工作原理以及特性参数。 二、考核知识点与考核目标 （一）电磁铁和电接触的基本知识（次重点）识记：直流电磁铁的典型结构、工作原理、吸力计算公式，电接触的基本概念理解：直流电磁铁的静态吸力特性，接触电阻，气体放电，触点磨损应用：飞机电器常用的熄弧方法及熄火花电路 （二）航空继电器（重点）理解：电磁继电器的结构、工作原理，固态继电器、混合式继电器和特种继电器的结构、工作原理和特点 应用：电磁继电器的主要技术参数和时间特性 （三）航空接触器（重点） 理解：单绕组、双绕组和自锁型接触器的结构、工作原理和特点 （四）飞机电路保护电器（一般） 识记：对电路保护电器的基本要求 理解：熔断器和自动保护开关的结构、工作原理和特点
无人飞行器系统概论 复习材料
1、无人机定义：无人机是无人驾驶飞行器简称。是一种由动力驱动，机上无人 驾驶，具有自动控制能力的飞行器。 2、无人机系统定义：以无人机为主体，配有相关的分系统，能完成特定任务的 一组设备。 3、无人机系统组成： 无人机系统一般由以下部分组成 a）无人机平台 b）测控与信息传输分系统 c）飞行控制与导航系统 d）任务载荷 e）发射与回收系统 f）地面运输与保 障系统 4、无人机系统分类： 微型无人机；重量一般不超过 1kg 小型无人机：重量一般不超过 20kg，航程不超过 30km 近程无人机：航程能达到 100km 中程无人机：航程能达到 500km 中空长航时无人机： 航程超过 500km， 续航时间 20 小时以上， 飞行高度 5000 到 10000m 高空长航时无人机：航程达到 10000km，续航时间 20 小时以上，飞行高度达 到 15000m 5、无人飞行器种类包括固定翼无人机、垂直起降无人机、飞艇等。 6、美国无人机系列： MQ-1 捕食者/Predator RQ-2 先锋/Pioneer RQ-3 暗星/Dark Star RQ-4 全球鹰/Global Hawk RQ-5 猎人/Hunter RQ-7 影子/Shadow200 MQ-8B 火力侦察兵/Fire Scout MQ-9 死神/Predator B 7、无人机系统最适合做的事 长时间枯燥的事、核污染、化学污染、战场前沿侦察、极端恶劣天气下飞行 8、升力系数曲线
翼型的升力系数随迎角变化而变化。在失速迎角前，基本是线性变 化的。当迎角超过失速迎角时，升力系数会突然减小。这个现象称为失 速。 9、升力公式 1 L = ρυ 2 SC lα α 2 其中：L 是升力，ρ 是空气密度，υ 是空气速度，S 是有效机翼面积，
C lα 是升力线斜率， α 是攻角
， 民航飞机电气系统（2010年版教材） 一、工作原理 1. 炭片调压器的工作原理（P134，图5-3） 当发电机转速上升或负载减小时，发电机电压会升高而超过其额定值。此时电磁铁线圈中的电流会立即增大，作用在衔铁上的电磁力会随之增大，衔铁向电磁铁方向移动，炭片之间的压力便减小，炭柱电阻逐渐增大，发电机励磁电流逐渐减小，发电机电压逐渐下降。当炭柱电阻的改变所引起的电压变化量，恰好抵消了由于转速和负载改变所引起的电压变化量时，发电机电压就恢复至额定值。经过这一变化后，作用在衔铁上的三个力又重新平衡，衔铁停在新的平衡位置，调压器又处于新的平衡状态。 当发电机转速下降或负载增加时，电压调节器的工作过程与上述相反。即： 当发电机转速下降或负载增加时，发电机电压会下降而低于其额定值。此时电磁铁线圈中的电流会立即减小，作用在衔铁上的电磁力会随之减小，衔铁向炭柱方向移动，炭片之间的压力便增大，炭柱电阻逐渐减小，发电机励磁电流逐渐增大，发电机电压逐渐上升。当炭柱电阻的改变所引起的电压变化量，恰好抵消了由于转速和负载改变所引起的电压变化量时，发电机电压就恢复至额定值。经过这一变化后，作用在衔铁上的三个力又重新平衡，衔铁停在新的平衡位置，调压器又处于新的平衡状态。 ~ 2. 负载均衡电路的工作原理（P139，图5-6） 如果负载分配不均衡，设I 1>I 2, 则A 、B 两点电位不相等，ΦA <ΦB ，于是有电流自B 点经过W eq2和W eq1流向A 点，产生相应的磁势。在输出电流大的发电机调压器中，均衡线圈磁势页工作线圈磁势方向相同，使调压器铁芯合成磁势增强，调节点电压U 1降低；输出电流小的发电机调压器，均衡线圈磁势与工作线圈磁势方向相反，使铁芯合成磁势减弱，调节点电压U 2升高。结果原来输出电流大的发电机电流I 1减小，输出电流小的发电机电流I 2增大，使负载趋于均衡。 如果I 1ΦB ，于是有电流自A 点经过W eq2和W eq1流向B 点，产生相应的磁势。在输出电流大的发电机调压器中，均衡线圈磁势与工作线圈磁势方向相反，使调压器铁芯合成磁势减弱，调节点电压U 1升高；输出电流小的发电机调压器，均衡线圈磁势与工作线圈磁势方向相同，使铁芯合成磁势增强，调节点电压U 2降低。结果原来输出电流小的发电机电流I 1增大，输出电流小的发电机电流I 2减小，使负载趋于均衡。 3. 差动保护电路工作原理（P191-192，图6-40，图6-41） ] 当发电机内部或电流互感器之间的馈电线发生相与相或相与地短路时，如短路点a 对地发生短路，则将流过一短路电流，于是短路点两侧的电流的大小和相位一般都不相等，于是， 1'?I 将不再等于2'?I ，21'''? ??-=?I I I 为一个较大的值。
文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持. 课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题 目: 飞行器控制系统设计 初始条件： 飞行器控制系统的开环传递函数为： ) 2.361(4500)(+=s s K s G 控制系统性能指标为调节时间s 01.0≤，单位斜坡输入的稳态误差000521.0≤，相角裕度大于84度。 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写 等具体要求） （1） 设计一个控制器，使系统满足上述性能指标； （2） 画出系统在校正前后的奈奎斯特曲线和波特图； （3） 用Matlab 画出上述每种情况的阶跃响应曲线，并根据曲线分析系统 的动态性能指标； （4） 对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须写清楚分析 计算的过程，给出响应曲线，并包含Matlab 源程序或Simulink 仿 真模型，说明书的格式按照教务处标准书写。 时间安排： 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日
目录 1串联滞后—超前校正的原理...................... 错误!未定义书签。2飞行器控制系统的设计过程................ 错误!未定义书签。 2.1飞行器控制系统的性能指标 ...................... 错误!未定义书签。 2.2系统校正前的稳定情况 .......................... 错误!未定义书签。 ............................................. 错误!未定义书签。 (2) ............................................. 错误!未定义书签。 2.3飞行器控制系统的串联滞后—超前校正 (4) (4) (6) 2.4系统校正前后的性能比较 (8) (8) (9) (11) 3设计总结与心得体会 (12) 参考文献 (13)
民航飞机电气系统复习 题 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
民航飞机电气仪表及通信系统期末复习题1、飞机上电能的产生（）、（）、 （）、变换和（）分配系统统称为飞机供电系统；包括电能产生一直到用电设备端的部分，它又可分为飞机 （）和（）部分。 2、通常飞机电源系统由（）、（）应急电 源和地面电源及其连接与控制部分组成。 3、二次电源由电能变换器组成，用于将（）产生的形式 的电能转变为（）或多种形式的电能，以适应不同用电设备的需要。 4、飞机输配电系统根据配电方式的不同氛围（）、 （）和（）3种，输配电系统的控制方式有（）、（）、（）。 5、常规控制方式的（）和用电设备输电线都集中于的中 心配电装置中，由（）控制电源和用电设备电路的接通或断开。遥控式的配电汇流条设于附近，飞行员在座舱内通过 （）或（）接通或断开电路，股座舱内只有（）没有电力线。 6、固态势配电系统应用（）和分时多路传输总线来控制 （）和用电设备的通或断，既有（）的特点，又简化了控制线。
7、应急电源有两种类型：应急（）和应急 （）。一般规定应急时间为（）分，应急电源必须具有（），它应不依赖于主电源或别的电源而能自行工作。 8、飞机用电设备按其重要性可分为3类（）、 （）、（）。 9、飞行关键负载则可由（）、（）、 （）飞控蓄电池和主发动机及应急发电机的永磁机供电，构成了六余度供电。 10、飞机电源系统是指由飞机（）的部分，飞机输配电系 统则是指由电源汇流条到的部分；飞机输配电系统又称 （），配电装置和保护元件构成。 11、导线是导电金属的单根（）组成，包裹在 （）和保护套中。根据工作电压的不同导线可以分为（）和低压导线：低压导线绝缘层（），高压导线绝缘层（），电缆通常由（）导线结合而成，一般比较柔软。 12、微动开关的特点是：（）、工作可靠、 （）、寿命长、（），常用语需要频繁通、断的小电流电路中。 13、电磁继电器当线圈通电时，由于磁通作用产生（）、 吸动衔铁、带动（），是被控制电路接通或转换。飞机