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
战斗机座舱显示的发展需求 张德斌，郭定，马利东，倪祥征 摘要：阐述人机工效对战斗机座舱显示的要求，分析现代战斗机座舱显示所面临的挑战，提出座舱显示发展的技术途径。 序言 战斗机座舱的显示是非常重要的人机界面。迄今为止，座舱显示系统的发展已历经六代。第一代为第二次世界大战前的简单机械和电气仪表，第二代是二战后产生的机电伺服仪表，第三代是20世纪50年代研制出的综合指引仪表。上述三代仪表都是利用指针刻度盘进行空间分割(简称空分制)显示的专用仪表，造成座舱仪表数量增多，仪表板拥挤，飞行员负荷过重，差错增加。20世纪60年代初出现的电子仪表为第四代，基于阴极射线管的平视显示器(HUD)和垂直情况显示器在作战飞机上得到应用，为实现多功能显示开辟了道路。20世纪70年代后期，通过计算机控制和多路数据总线传输，将HUD与几个多功能显示器(MFD)综合成一个整体，达到资源共享、互为余度，使座舱仪表数量显著减少，从而进入第五代的综合显示系统。20世纪80年代中期以来，平板显示器及头盔显示器(HMD)的研制取得很大进展，并在美国F-22、欧洲“阵风”等先进战斗机上得到应用，标志着座舱显示进入第六代——头盔显示、平板显示时代，为现代作战飞机的座舱显示提供了坚实的物质基础。 为适应现代作战需要，完善座舱显示，本文从人机工效要求出发，对现代飞机座舱显示面临的问题进行分析，并提出相应的解决途径。 1 座舱显示的人机工效要求 人机工效是研究人与机器相互关系的合理方案，即对人的知觉显示、操纵控制、人机系统的设计及其布置和作业系统的组合等进行有效的研究，其目的在于获得最高的效率和作业者的安全、舒适。从人机工效要求来看．座舱显示应满足以下基本要求：显示界面友好、直观，显示器和仪表布置协调有序，显示字符的大小和对比度适中，信息量和信噪比适度，色彩和谐统一，视野开阔，照明光线柔和等。随着现代飞机作战性能的改进和作战任务的复杂化，对座舱显示不断提出了更高的人机工效要求。 1)显示飞行员最关心的信息 在现代化飞机座舱内，飞行员需要哪些信息，这些信息如何显示最有利于飞行员理解，一直是国际航空工效学界致力于解决的实际问题。实际上，飞行员的迫切要求是能以简单易懂的方式自动实时地显示所需要的信息，即根据不同的飞行阶段、飞行任务，为飞行员提供他们最需要的信息。例如，在巡航阶段，显示
新手必读FSAAC飞行学院 飞行技术基础理论课程—— 飞机座舱基本仪表及基础飞行注意力分配浅谈 AAC-4541 民航飞机的座舱内，主要有六个最基本的仪表，其仪表分布规则为两排，每排三个仪表，上排按秩序为空速表、姿态仪、高度表；下排为转弯侧滑仪、航向仪、升降速度表。其中，空速表、姿态仪、高度表及航向仪为飞机最最重要且必不可少的四个仪表。常被称作BasicT，如下图中红色T所表示的部分。 一、飞机6个基本仪表介绍 空速表（Airspeed Indicator）：指示飞机相对于空气的速度即指示空速的大小，单位为海里/小时（Kt）。 姿态仪（Attitude Indicator）：指示飞机滚转角（坡度）和俯仰角的大小。有固定的横杠或小飞机和人工活动的天地线背景组成，
参照横杠与人工天地线的相对姿态模拟了真实飞机与实际天地线的相对姿态。 高度表（Altitude Indicator）：指示飞机相对于某一气压基准面的气压高度,单位为英尺（ft），一米等于3.28英尺。拨动气压旋钮可以选择基准面气压，基准气压的单位通常为英寸汞柱和毫巴（百帕）。当基准气压设定为标准海平面气压29.92inHg（1013.2Hpa）时，高度表读数即为标准海压高度。 转弯侧滑仪（Turn Coordinator），指示飞机的转弯速率和侧滑状态，可以转动的小飞机指示转弯中角速度大小和近似坡度，可以左右移动的小球指示飞机的侧滑状态。 航向仪（Heading Indicator）或水平状 态指示器（HIS）：指示飞机航向，有固定的 航向指针和可以转动的表盘组成。HIS为较高 级别的仪表形式，它除了可以提供航向仪的 所有功能外，还可用于VOR导航和仪表着陆 系统（ILS）的使用。 升降速度表（Vertical Speed Indicator）：指示飞机的垂直速度单位为英尺/分钟（Ft/Min）。 不管飞机如何变化，“BasicT”的相对位置的固定的。转弯侧滑仪可以在电子仪表中集合到姿态仪里，升降速度表可以集合到高度表中。现代大型飞机上普遍采用多功能组合型仪表，将以前需要多个仪表才能提供的信息显示在单个仪表上，使用由计算机驱动的阴极射线
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 一、对最简单的角位移系统的评价 1、某低速飞机本身具有较好的短周期阻尼，采用这种简单的控制规律是可行的。它的传递函数为： open p3_6 系统根轨迹为： nem1=-12.5; den1=[1 12.5]; sys1=tf(nem1,den1); nem2=[-1 -3.1]; den2=[1 2.8 3.24 0]; sys2=tf(nem2,den2); sys=series(sys1,sys2); rlocus(sys) 随着k的增大，该系统的一对闭环复极点的震荡阻尼逐渐减小。但由于飞机本身的阻尼较大，所以当k增大致1.34时，系统的震荡阻尼比仍有0.6。k增大到6.2时系统才开始不稳定。 2、现代高速飞机的短周期运动自然阻尼不足，若仍采用上述单回路控制系统则不能胜任自动控制飞机的要求。 open p3_10 系统根轨迹为： nem1=-10; den1=[1 10]; sys1=tf(nem1,den1);
nem2=[-4.3 -4.3*0.33]; den2=[1 0.61 3.3 0]; sys2=tf(nem2,den2); sys=series(sys1,sys2); rlocus(sys) 随着k增大，系统阻尼迅速下降。当k=1.06时，处于临界稳定。所以无法选择合适的k值以满足系统动静态性能。为了使系统在选取较大的k值基础上仍有良好的动态阻尼，引入俯仰角速度反馈。 二、具有俯仰角速率反馈的角位移自动驾驶仪参数设计open p3_16 1、系统内回路根轨迹为： nem1=-10; den1=[1 10]; sys1=tf(nem1,den1); nem2=[-4.3 -4.3*0.33]; den2=[1 0.61 3.3]; sys2=tf(nem2,den2); sys=series(sys1,sys2); rlocus(sys) 按物理概念似乎速率陀螺的作用越强，阻尼效果越显著。但根轨迹分析告诉我们，只有在一定范围内这种概念才是正确的，否则会得到相反的效果。这种现象是由舵回路的惯性造成的。舵回路具有不同时间常数时的内回路根轨迹图： Tδ=0 sys1=-1; nem2=[-4.3 -4.3*0.33]; den2=[1 0.61 3.3]; sys2=tf(nem2,den2); sys=series(sys1,sys2); rlocus(sys) Tδ=0.1
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： G（s） -^500^ s（s 361.2） 控制系统性能指标为调节时间0.01s，单位斜坡输入的稳态误差 0.000521，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： 系主任（或责任教师）签名: 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。 2.2.1 校正前系统的波特图............. 错误! 未定义书签。 2.2.2 校正前系统的奈奎斯特曲线 (2) 2.2.3 校正前系统的单位阶跃响应曲线......... 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) 2.3.1 确定校正网络的相关参数 (4) 2.3.2 验证已校正系统的性能指标 (6) 2.4 系统校正前后的性能比较 (8) 2.4.1 校正前后的波特图 (8) 2.4.2 校正前后的奈奎斯特曲线 (9) 2.4.3 校正前后的单位阶跃响应曲线 (11) 3 设计总结与心得体会 (12) 参考文献 (13)
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。
OpenGL因其丰富的功能和广泛的平台支持度，成为多功能显示器图形实现方案的最佳选择。但是OpenGL的编码实现通常要求设计人员具有较深的C／C++基础，同时高效的OpenGL程序需要设计人员对其运行机制有深入的了解。OpenGL图形软件工程需要进行复杂的编程和图形设计，开发投入大，周期更长，实现仿真比较困难。因此，一种易于开发的、具有图形化用户界面的、高运行效率的图形软件开发工具应需求而生。 虚拟航空仪表有多种实现方式，用于飞行仿真的商用虚拟航空仪表的生成 工具也很多，如DISTI 公司2000 年5 月推出的GL Studio?[20]。GL Studio?是 一个基于平台的快速原型工具，它能与HLA/DIS 仿真应用相连；它生成的 C++和OpenGL?源代码可以单独运行，也可以嵌入其它应用中；它可运行于WindowsNT、IRIX 和Linux 操作系统上。使用GL Studio?设计器不需要编程 的知识，GL Studio?代码生成器可把GL Studio?设计器创建的文件生成C++ 和OpenGL?源代码。GL Studio?主要生成仪表的方式是贴图式，优点是做出 的虚拟航空仪表比较真实；缺点是开发不够灵活，没有自己的图形编辑器。 美国GMS （Global Majic Software ）研制的航空仪表控件运行于 Windows95 或者NT 环境；可用VB、VC 等语言调用；产生地平仪、高度 表、速度表、罗盘等18 种通用航空仪表，并能对刻度、表盘大小、颜色等进 行编辑，编程简单、易用。缺点是没有画面纹理，真实感差，当需要制作18 种通用航空仪表以外的特种仪表时，就无能为力。 加拿大VPI（Virtual Prototypes）公司的VAPS 是专业的仪表生成工具。VAPS 是一个独立于平台的快速原型工具，用来创建实时的、三维的、照片级的、交互的图形界面。它能与Labview/Sinmulink仿真应用相连；它生成的C代码和ActiveX 源代码可以单独运行，也可以嵌入其它应用中；它可以运行于WindowsNT、IRIX 和Linux 操作系统上；VAPS 设计器Designer 允许一个图形艺术家迅速而且容易地绘制图形界面，并且能快速地模型化。VAPS 有限状态机逻辑编程器ATN 以规范表格形式编程，使程序过程更加简洁。它在信息交换与模拟方面支持与数学函数间数据交换，支持TCP/IP、UDP/IP 和共享内存通讯协议。它作为一套设计软件，实际上已经成为了航空工业快速建模的标准。VAPS 能够开发动态的、交互的、实时的人机界面的复杂应用，如飞机座舱中的显示及控制、汽车的仪表显示面板及通讯产品的显示屏幕，并自动生成面对对象的源程序，用户通过图形界面的交互和编程就能实现开关、仪表的显示驱动。并已经成功的应用于波音公司F22 战斗机的仿真座舱界面上。 一直以来，座舱显示系统都是各个航空大国以及军事强国战斗机、直升机、运输机研制水平的重要标志之一。显示系统是飞行员驾驶飞机在空中执行巡逻任务或者作战任务的核心部分，它是一个国家飞机制造水平的集中体现，更能与先出飞机作战的能力。座舱显示系统的先进程度尤为重要，在很大程度上决定着飞行员任务完成的情况。飞机给飞行员传递数据信息是必不可少的，而这个传递信息的界面是由两部分组成的，第一部分为座舱显示系统的显示部分，第二部分是这个系统的控制部分。显示系统对飞机而言是一个很重要的界面，飞行员可以从这个界面获得相关数据以及一些至关重要的信息，如气压高度、横滚角度、俯仰角度、GPS定位、空速风速、升降速度等重要的飞行参数。控制系统是指飞行员发出指令或命令的界面，通过飞行员的操作，综合显示系统可以完成不同的显示任务，实现按需显示的功能。
各类飞机座舱图 民航部分： J21翔凤客机是中国商用飞机有限责任公司研制的双发动机支线客机。ARJ21是英文名称“Advan al Jet for the 21st Century”的缩写（ARJ全称为“Advanced Regional Jet”），意为21世纪新一代机。ARJ21通过公开征名：“翔凤”。ARJ21飞机项目2002年4月正式立项。2012年9月26日商用飞机有限责任公司发布报告，ARJ21－700进入适航取证阶段。
协和式飞机（法语、英语：Concorde）是一种由法国宇航和英国飞机公司联合研制的中程超音速客机，它和苏联图波列夫设计局的图-144同为世界上少数曾投入商业使用的超音速客机。协和飞机在1969年首飞、1976年投入服务，主要用于执行从伦敦希思罗机场（英国航空）和巴黎戴高乐国际机场（法国航空）往返于纽约肯尼迪国际机场的跨大西洋定期航线。飞机能够在15000米的高空以2.02倍音速巡航，从巴黎飞到纽约只需约3小时20分钟，比普通民航客机节省超过一半时间，所以虽然票价昂贵但仍然深受商务旅客的欢迎。1996年2月7日，协和式飞机从伦敦飞抵纽约仅耗时2小时52分钟59秒，创下了航班飞行的最快纪录。2000年7月25日，协和号客机班机AF4590在进行起飞时辗过了跑道上另一架美国大陆航空的DC-10脱落的小铁条，造成爆胎，而轮胎破片以超过音速的高速击中机翼其中的油箱。之后引发失火，导致飞机于起飞数分钟后即爆炸坠毁于机场附近的旅馆。这是协和号服役期间唯一的一次的失事。也是有史以来第一架超音速喷气式飞机失事，这场悲剧造成了113人丧命。此次失事促使飞机制造商重新改造机体设计，并修补了诸多缺失。甚至利用防弹衣(Kevlar)原料来保护油箱，以避免油箱以后遭到高速的异物的穿刺。但尽管如此，由于整个失事过程都被民众用家用录影器材拍摄下来，造成**大众心理上的严重震撼，不论这家飞机以往声望有多高，但仅仅一次的失事就让协和号从此一蹶不振……虽然协和号客机在2001年11月重新启航，载客量一直都严重不足。因为对航空公司亏损严重，协和号客机终于在2003年退役。到2003年4月，尚有12架进行商业飞行。2003年10月24日，协和飞机执 行了最后一次航班，全部退役。
目录 1飞行器控制系统的设计过程 (1) 1.1飞行器控制系统的性能指标 (1) 1.2参数分析 (1) 2系统校正前的稳定情况 (3) 2.1校正前系统的伯特图 (3) 2.2校正前系统的奈奎斯特曲线 (3) 2.3校正前系统的单位阶跃响应曲线 (5) 2.4校正前系统的相关参数 (5) 2.4.1 上升时间 (6) 2.4.2超调时间 (7) 2.4.3超调量 (7) 2.4.4 调节时间 (7) 3校正系统 (8) 3.1校正系统的选择及其分析 (8) 3.2验证已校正系统的性能指标 (10) 4系统校正前后的性能比较 (13) 4.1校正前后的波特图 (13) 4.2校正前后的奈奎斯特曲线 (14) 4.3校正前后的单位阶跃响应曲线 (15) 5设计总结与心得 (17) 参考文献 (18)
飞行器控制系统设计 1飞行器控制系统的设计过程 1.1飞行器控制系统的性能指标 飞行器控制系统的开环传递函数 ) 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85度。 1.2参数分析 由系统开环传递函数可以求得： 令 2n ω= 4500k 所以开环传递函数: 2 ()(361.2) n G s s s ω= + 稳态误差为: ss 2 n n 1361.2e 0.000521lim ()s SG s ζ ωω→= =≤2= 可得832/n rad s ω=，0.217ζ=。 所以，取154k =。 开环传递函数 693000 ()(361.2) G s s s = + 稳态误差 0.005e δ=>
第２ｌ卷第４期海军航空工程学院学报 ２００６年７月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＡｖＡＬＡＥ食ＯＮＡＵＴＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＩＮＳＴＩＴＵＴＥＶｂｌ．２ｌＮｏ．４Ｊｕｌ．２００６ 飞机座舱液晶显示系统设计 冯晨１，赵慕奇１，杨蕾２，鞠振飞１ （１．海军驻苏锡地区航空军事代表室，江苏无锡，２１４０６３；２．中航雷达与电子设备研究院，江苏苏州，２１５００１）摘要：分析了飞机座舱综合液晶显示系统的特点，采用数字信号处理器ＡＤＳＰ２１０６０搭配ＦＰＧＡ设计了座舱图形液晶显示系统，并已成功应用于实际系统，具有高效、通用、灵活的特点。 关键词：图形显示系统；飞机座舱；液晶显示；ＡＤｓＰ 中国分类号：Ｖ２４ｌ文献标识码：Ａ ０引言 以前的航空显示器多以阴极射线管（ＣＲＴ）显示器为主，其字符产生以笔划方式为主。这种显示技术不能实现复杂的图形显示，而且硬件复杂。随着技术发展，液晶显示器逐步替代ＣＲＴ显示器，同时航空显示器对屏幕尺寸、分辨率、色彩和灰度等级的要求也在提高。因此我们针对飞机座舱液晶显示系统的特点，设计了基于数字信号处理器ＡＤＳＰ２１０６０的液晶显示系统，以满足现代飞机座舱液晶显示系统的要求。 １飞机座舱液晶显示系统分析 １．１飞机座舱综合图形液晶显示系统的特点飞机座舱综合图形液晶显示系统用于产生飞机的各种飞行参数画面，它接收处理飞机发送的指令和作图数据，实时完成作图工作，产生相应的字符、图形，并形成视频信号送至液晶显示器显示。现代飞机的显示信息量大，在做战术动作时，画面变换速度很快，要求图形的更新速度必须也很快，至少要比帧刷新速度快，才可以避免域面的断续。对于飞机来说，飞行速度高，飞行状况复杂，飞机座舱显示器上的图形变换出现肉眼可见的延迟也许是致命的。因此，飞机座舱图形综合液晶显示系统对图形显示的实时性要求很高。【Ｉ’２ｌ 飞机座舱综合图形液品显示系统是飞机座舱内的专用设备，受体积、功耗、可靠性等多方面因素 收稿日期：２００５．１１．０８修回日期：２００６．０５．１８ 作者简介：冯晨（１９７２一），男，Ｊ：程师，硕上．的影响，一般不能使用基于通用计算机的图形显示系统。而且，由于技术封锁等众所周知的原因，军用图形加速芯片及相关核心技术，不能在国际市场上得到。因此必须设计自己的、拥有知识产权的专用小型化的座舱图形显示系统。在设计和实现飞机座舱综合图形显示系统时，需要考虑以下几个问题：（１）数据量大。液晶显示器是一种光栅扫描式显示器，它同传统的笔划式显示器不同，所显示的图形即使有小许变化，图形处理器都要计算和扫描整幅屏幕。随着屏幕分辨率的提高，图形处理器在单位时间内要处理和显示的像素越来越多，如一个５０Ｈｚ帧频、１０００×１０００像素的显示帧，仅在显示操作上就需要每秒５千万次的写入操作。 （２）实时性要求高。一般认为，要使人眼察觉不出画面的闪烁，场频则不能低于４０场，秒。也即整幅图形的重新计算和显示必须在２５ｍｓ内完成，如果处理时间超时，图形就不能正常显示。 （３）具备综合显示能力。如引言所述，当前的座舱图形显示系统向综合显示方阿发展，座舱显示系统要具备综合显示的能力，在不同的飞行状况，同一显示器要能显示不同的画面。这种综合显示，可以手动切换，也可以自动切换。综合显示能力使座舱内的显示仪表大幅减少，大大减轻了飞行员的负担。 （４）算法复杂。基于液品显示器的座舱图形显示系统巾的图形产生有各种各样的算法，如直线、圆的扫捕变换，字符旋转，直线、字符的反走样，天与地的区域填允等许多算法。如何优化算法，在 万方数据
飞机驾驶舱的仪表名称解释 主要是MCP（Mode Control panel 模式控制面板）的按钮，在遮光板的中部。 MCP是驾驶员与AFDS（Autopilot flight Director System 自动驾驶飞行指引系统）交流的纽带。要说各按钮的功能先要说说自动驾驶的原理。 自动驾驶系统的第一部分是FMC（Flight Management Computer 飞行管理计算机），负责计算飞机往那里飞，何时转弯，何时上升、下降，计算最省油的速度、高度。飞行员通过CDU（Control Display Unit 控制显示单元，油门两边像计算器的东西）与FMC交流。第二部分是F/D（Flight Director，飞行指引仪）和A/T（Auto Trottle 自动油门），它们接收FMC的信息，F/D计算出飞机应以多大迎角、多大坡度飞行，A/T计算出需要多大速度、多大油门。 第三部分是FCC（Flight Control Computor 飞行控制计算机），接收F/D、A/T的信息，计算出副翼、升降舵、方向舵等需要的位置，操作伺服机构、液压系统转动各舵面。 同时可以看出自动驾驶有三个平行工作的模式：A/T（自动油门模式）——负责速度Roll （横滚模式）——负责左右方向的坡度、航向Pitch（俯仰模式）——负责上下俯仰的角度、高度---------------------现在开始，从左往右：F/D——Flight Director，飞行指引仪，是AFDS的总开关A/T ARM——Auto Trottle ARM 自动油门预位，就是自动油门挂上了，以后会配合各种模式自动工作的接下来那个旋钮是表速/马赫数旋钮，用它来改变上方窗口中的IAS（Indicated Air Speed 指示空速或叫表速）和MACH（马赫数）。旁边的黑色圆形按钮SEL是选择窗口中是显示表速还是马赫数。THR——按亮后，激活THR REF模式，发动机以当时能发出的最大推力工作。VNAV——（Vertical Navigation 垂直导航）。按亮后，系统按FMC中的垂直剖面运行，控制飞机何时爬升、下降。LNAV—
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/f45647126.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
一、外部机身机翼结构系统 二、液压系统 三、起落架系统 四、飞机飞行操纵系统 五、座舱环境控制系统 六、飞机燃油系统 七、飞机防火系统 一、外部机身机翼结构系统 1、外部机身机翼结构系统组成：机身机翼尾翼 2、它们各自的特点和工作原理 1)机身 机身主要用来装载人员、货物、燃油、武器和机载设备，并通过它将机翼、尾翼、起落架等部件连成一个整体。在轻型飞机和歼击机、强击机上，还常将发动机装在机身内。 2)机翼 机翼是飞机上用来产生升力的主要部件，一般分为左右两个面。 机翼通常有平直翼、后掠翼、三角翼等。机翼前后缘都保持基本平直的称平直翼，机翼前缘和后缘都向后掠称后掠翼，机翼平面形状成三角形的称三角翼，前一种适用于低速飞机，后两种适用于高速飞机。近来先进飞机还采用了边条机翼、前掠机翼等平面形状。
左右机翼后缘各设一个副翼，飞行员利用副翼进行滚转操纵。 即飞行员向左压杆时，左机翼上的副翼向上偏转，左机翼升力下降；右机翼上的副翼下偏，右机翼升力增加，在两个机翼升力差作用下飞机向左滚转。为了降低起飞离地速度和着陆接地速度，缩短起飞和着陆滑跑距离，左右机翼后缘还装有襟翼。襟翼平时处于收上位置，起飞着陆时放下。 3)尾翼 尾翼分垂直尾翼和水平尾翼两部分。 1.垂直尾翼 垂直尾翼垂直安装在机身尾部，主要功能为保持飞机的方向平衡和操纵。 通常垂直尾翼后缘设有方向舵。飞行员利用方向舵进行方向操纵。当飞行员右蹬舵时，方向舵右偏，相对气流吹在垂尾上，使垂尾产生一个向左的侧力，此侧力相对于飞机重心产生一个使飞机机头右偏的力矩，从而使机头右偏。同样，蹬左舵时，方向舵左偏，机头左偏。某些高速飞机，没有独立的方向舵，整个垂尾跟着脚蹬操纵而偏转，称为全动垂尾。 2.水平尾翼 水平尾翼水平安装在机身尾部，主要功能为保持俯仰平衡和俯仰操纵。低速飞机水平尾翼前段为水平安定面，是不可操纵的，其后缘设有升降舵，飞行员利用升降舵进行俯仰操纵。即飞行员拉杆时，升降舵上偏，相对气流吹向水平尾翼时，水平尾翼产生
课程设计名称：自动控制原理课程设计题目：飞行器控制系统设计 专业：电气工程及其自动化 班级： 11级一班 姓名： *** 学号： *************
控制系统的时域性能指标为： 单位斜坡输入的稳态误差0.000443 2. 用Matlab对校正前后的系统进行仿真分析，画出 阶跃响应曲线，计算其时域性能指标。 三、设计计划： 1.查阅相关资料 2.确定设计方案 3.进行设计并定稿 4.进行可行性分析及电脑仿真 5.进行电脑输入录出 四、设计要求： 飞行器控制系统的开环传递函数为： 指导教师： *** 教研室主任：*** 2011年12月19日 中国矿业大学银川学院 课程设计成绩评定表
3 摘要 摘要:根据被控对象及给定的技术指标要求，涉及自动控制系统，既要保证所设计的系统具有良好的性能，满足给定的指标要求，还有考虑方案的可靠性和经济性，本课程设计是在给定的指标下，分别用时域和频域方法设计该系统的控
制器。本文首先从理论的方法分别用时域和频域法求出控制系统的时域性能指标，再用Matlab对校正前后的系统进行仿真分析，画出阶跃响应曲线，计算其时域性能指标，经验证，满足设计要求。 关键词:飞行器控制系统时域频域 MATLAB 。 目录 1 设计分析 (6) 1.1系统分析 (6)
1.1.1系统时域分析 (7) 1.1.2系统频域分析 (8) 1.2 二阶系统性能改善方法选择 (9) 1.2.1 比例-微分控制（PD控制） (9) 1.2.2 测速反馈控制 (9) 1.2.3 校正选择 (10) 2 设计方案 (11) 2.1 校正后的系统结构图 (11) 2.2 系统参数的选取 (11) 2.3 校正前后的系统比较 (13) 3心得体会 (14) 参考文献 (15) 飞行器控制系统设计
运输五型 MADE IN CHINA 中国产运输五B（D）型飞机是中华人民共和国民航总局唯一批准载客飞行的单引擎飞机，是中国农林化、航测等飞行主要机型。 运输八型 运八型飞机是中国产全气密民用货机，广泛用于普通及鲜活货物运输。 MD600N型直升机WORLD IMPORT TO CHINA ’S HELICOPTERS MD600N是一种轻型单发涡轮轴直升机，可以载客：7～8名，7-8 SEAT ，中国引进的无尾桨型直升机。 MD902型直升机WORLD HELIS IMPORT TO CHINA MD902是一种轻型双发涡轮轴直升机，可以载客8名，8 SEAT，新一代无尾桨型直升机。 C172型（天鹰） C172型飞机是世界上生产量最大、最流行、最安全初级教练机和私人飞机。 美国Cessna公司生产性能先进高空CitationⅡ型(奖状Ⅱ或呼唤Ⅱ型)飞机，Citation Jet I型飞机，国产Y-12型飞机，Y-5型飞机。飞机上装备有技术精良的作业设备，拥有RC-20、RC-10、RMK航空摄影仪，LTN-72 PICS惯性导航系统，激光惯导系统，全球卫星定位系统，可以实现空中全自动作业飞行。在航空摄影领域具有高、中、低空配套，大中小比例尺齐全的黑白、彩色、彩红外摄影能力，航空摄影领域用飞机；利用设备先进的高速摄影机拍摄空中弹射救生； 小鹰100轻型飞机，贝尔直升机公司、欧洲直升机公司、西科斯基直升机公司、罗宾逊直升机公司等公司直升机以及赛斯纳飞机等私人飞机，湾留飞机公司等公务机；水陆两用轻型飞机、动力悬挂飞机； “空中拖拉机”（Air Tractor） “空中拖拉机”是美国空中拖拉机公司研制的农业机。普拉特·惠特尼集团公司PT6A或 R-1340发动机的以下8种型别：AT-401B、AT-402B、AT-502、AT-502A、AT-502B、AT-802、AT-802A 和AT-802AF（灭火型）。座舱封闭式座舱，1名驾驶员。 PA-36“新印第安勇士”（New Brave） PA-36是美国派珀飞机公司研制的中型农业机。座舱封闭式座舱，1名驾驶员。 S2R“画眉鸟”（Thrush） “画眉鸟”农业机最初是美国罗克韦尔国际公司设计制造，座舱封闭式座舱，1名驾驶员。 “农用卡车”（Ag Truck） “农用卡车”是美国赛斯纳飞机公司1971年11月开始研制的轻型农业飞机。座舱封闭式座舱，1名驾驶员。 “农业猫”超-B（Ag-Cat Super-B） “农业猫”是美国施韦策飞机公司根据格鲁门公司转包合同生产的单座双翼农业飞机。座舱
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)
PA44-180飞机座舱加温操作指南 PA44-180飞机座舱加温和风挡除雾所需热空气是由一个位于机身前部的加温机提供,加温机的工作又是由一个安装在仪表板右下侧，标注有加温（HEATER）、关（OFF）、和风扇（FAN）字样的三位开关控制，其风扇（FAN）位是控制加温机的通风空气风扇，该风扇用于地面座舱通风或不想用加温时对风挡除雾（PA44-180飞机座舱加温系统共有两个风扇，通风空气风扇和燃烧空气风扇，燃烧空气风扇用于向密闭的加温机燃烧室提供燃烧空气）。加温机开关右侧有三个调节手柄，它们从上至下分别用于调节空气进气口的大小、座舱温度的高低和除雾。 加温机操作方法： 1．开启座舱加温 （1）将座舱进气调节手柄（Air Intake）置于全开位（Open）; （2）将座舱温度调节手柄置于2/3 Warmer 位； （3）将飞机电源总电门置于（ON）位，加温机三位开关置于加温位（HEATER）（此时，加温机通风空气风扇和燃烧空气风扇将开始工作，随后座舱加温系统将开始喷射燃油，同时燃烧室开始点火，几秒钟之内座舱内应能感觉到热量）； （4）加温机工作稳定后，根据需要扳动座舱温度调节手柄来调节座舱温度。 说明 正常情况下，由于安装在进气活门上安全电门的作用，当
座舱进气调节手柄放在关（CLOSED）位时，加温机通风空气风扇和燃烧空气风扇均不会工作，加温机也不会点火，从而防止没有通风空气的情况下加温机工作，造成系统过热。 2．地面关断座舱加温 （1）使座舱进气调节手柄（Air Intake）保持在全开位（Open），将加温机三位开关转至风扇（FAN）位两分钟（此时，加温机将关断而通风空气风扇会继续工作，使加温机得以冷却）； （2）将加温机三位开关置于关（OFF）位； （3）将飞机电源总电门置于关(OFF)位。 说明 飞机在地面时，加温系统的座舱空气循环是依靠通风空气风扇的工作实现的。因此，在关闭加温系统前,必须使座舱进气调节手柄（Air Intake）保持在全开位,并让通风空气风扇工作至少两分钟,使加温机得到通风冷却，否则，加温机可能因过热而导致：（1）系统超温限制开关动作，中央仪表板上部警告灯板上的“加温机超温”（HTR OVER TEMP）警告灯点亮；（2）加温机周围的管路和电气线路受热烫伤或易于老化。 空中飞行时，收上起落架会致动飞机前起落架收上极限微动电门,使加温机的通风空气风扇自动停止工作,改由冲压空气直接作用实现座舱空气循环。故飞行中，可直接通过将加温机三位开关置于关位（OFF）来关闭加温机，但关闭后应至少将座舱进气调节手柄（Air Intake）保持在全开位（OPEN）15秒，以