Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Тульский государственный университет

Кафедра «Приборы управления»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Системы автоматического управления летательными аппаратами»

на тему:

«Синтез системы угловой стабилизации

дозвукового транспортного самолета по заданному курсу»

Выполнил: студент группы 130461 Ефимов Д.А.

Проверил: д.т.н., профессор Малютин Д.М.

Тула 2010

Содержание

Задание на курсовую работу

Введение

1  Уравнение движения рыскания

2  Датчики сигналов о параметрах движения летательных аппаратов

3  Основные законы управления автопилотов

4  Рулевой привод с жесткой обратной связью

5  Синтез системы

Вывод

Список использованной литературы

Задание на курсовую работу

по курсу

«Системы автоматического управления летательными аппаратами»

Исходные данные для проектирования:

-  объект статически устойчивый;

-  схема расположения рулей нормальная;

-  тип закона управления: по углу;

-  тип обратной связи: жесткая обратная связь;

- числовые значения параметров, соответствующие дозвуковому транспортному самолету:

Тн1=1/3 с;

Тн=0,5 с;

;

Тр.м.=0,02 с;

Кн=1;

Кнf=0,5,

где Тн1, Тн,  - параметры передаточной функции ЛА, Трм - постоянная времени рулевого привода.

В процессе выполнения работы необходимо:

Составить схему сил и моментов, действующих на объект, составить систему уравнений «система угловой стабилизации - транспортный самолет», линеаризовать эту систему, составить структурную схему и получить передаточные функции разомкнутой и замкнутой системы.

Методом ЛАФЧХ исследовать устойчивость объекта, определить значение общего коэффициента усиления по контуру при котором система имеет необходимые запасы устойчивости по амплитуде и фазе. Построить ЛАФЧХ разомкнутой системы.

Рассмотреть возможность применения корректирующего звена для улучшения динамических свойств системы, построить ЛАФЧХ скорректированной системы.

Построить ЛАФЧХ замкнутой системы по отношению к внешнему возмущающему моменту.

Построить ЛАФЧХ замкнутой системы по отношению к управляющему моменту.

Построить графики переходных процессов, как реакции на единичное управляющее и возмущающее воздействие.

Проанализировать полученные результаты.

Введение

 

В результате непрерывного развития техники к настоящему времени созданы разнообразные по конструктивному исполнению и решаемым задачам летательные аппараты (ЛА) – от простейших воздушных шаров, дирижаблей, дельтапланов до сверхзвуковых реактивных самолетов, управляемых ракет и автоматических межпланетных кораблей.

Основным назначением любого ЛА является осуществление полета по требуемой траектории. При этом движение ЛА можно рассматривать состоящим из движения центра масс и углового движения вокруг центра масс. Необходимость управления угловым движением вызывается тем, что ЛА должен занимать вполне определенное положение по отношению к вектору скорости центра масс. В частности, для самолетов и ракет продольная ось ЛА должна совпадать или быть близкой к направлению вектора скорости.

При движении ЛА в пределах атмосферы на него действуют сила тяги, аэродинамические силы, зависящие от режима полета и состояния атмосферы, сила тяжести. Под действием указанных сил движение ЛА непрерывно возмущается, а параметры полета отклоняются от расчетных.

Для устранения возникающих отклонений от заданного режима полета производятся изменение режима работы двигателя и отклонение соответствующих рулей управления ЛА.

На пилотируемых ЛА рули отклоняются пилотом с помощью системы ручного управления. Для обнаружения отклонений ЛА от заданного режима пилоту необходимо вести непрерывное наблюдение, как за видимыми ориентирами, так и за показаниями многочисленных приборов. Для устранения непрерывно возникающих отклонений ЛА, т. е. для удержания его в заданном режиме полета, пилоту приходится непрерывно воздействовать на органы управления. Все это приводит к быстрой утомляемости пилота и в результате к снижению точности выдерживания заданного режима полета, к увеличению времени для решения задач, возникающих в полете. Поэтому почти одновременно с появлением первых ЛА возникло стремление к автоматизации управления полетом.

Автоматические устройства управления полетом выполняют на ЛА следующие основные функции:

-  управляют движением центра масс ( высотой полета, боковым отклонением, скоростью полета и т.д.);

-  управляют угловым движением (поддерживают неизменными или изменяют в соответствии с сигналами команды углы тангажа, рыскания и крена);

-  улучшают динамические характеристики ЛА (обеспечивают демпфирование, устойчивость, управляемость).

При автоматическом управлении движением ЛА должны быть достигнуты: заданное качество переходного процесса, требуемая точность исполнения команд, слабая реакция на внешние возмущения, безопасность полета.