Проектирование системы стабилизации воздушного судна по углу тангажа - Курсовая работа

Системами стабилизации углового движения называют системы автоматического управления, служащие для удерживания летательного аппарата (ЛА) в заданном угловом положении относительно некоторой опорной системы координат. Так как начало этой координатной системы обычно помещают в центре масс ЛА, употребляется и другое название систем стабилизации углового движения - системы стабилизации относительно центра масс. Системы стабилизации углового движения получили очень широкое распространение на ЛА самых различных классов, поскольку с их помощью удается успешно решить целый ряд разнообразных задач. Угловая стабилизация позволяет: - осуществить стабилизацию установившихся режимов полета;Целью данного курсового проекта является проектирование системы стабилизации воздушного судна по углу тангажа, получение передаточных функций летательного аппарата и системы стабилизации, а также проведение анализа проектируемой системы на устойчивость.В продольной плоскости на самолет действует подъемная сила Y, сила лобового сопротивления Х, сила тяжести G, сила тяги двигателей P, сила инерции. При проектировании всех сил на оси поточной система координат получаем следующие уравнения: OX: , (1) Суммируя моменты относительно оси Oz самолета получаем следующее уравнение: OZ: , (3) где - момент аэродинамических сил, - момент инерции самолета относительно оси Oz. Чтобы замкнуть уравнения (1)-(3) в систему, учтем соотношение: , (4) где - угол тангажа, - угол наклона траектории. В результате линеаризации уравнения формируется система линейных дифференциальных уравнений, описывающих продольное движение ЛА в малых отклонениях относительно невозмущенного полета, близкого к горизонтальному, прямолинейному и равномерному: ; (5)На основании опыта проектирования и анализа таких систем получены требования, предъявляемые к проектируемым в данной работе устройствам и системе. Для рулевой машины с электрической обратной связью постоянная времени рулевой машины . Максимальный угол отклонения рулей в системе стабилизации =5 ? = 0.0872 рад.Требуется синтезировать рулевой привод, о котором заранее известно то, что он содержит в себе рулевую машину, гибкую и жесткую обратные связи. Известны максимальные значения выходной величины (максимальный угол отклонения руля) и скорость ее изменения (скорость отклонения руля). Модель рулевого привода с рулевой машиной показана на рис. Коэффициент рулевой машины определяется через отношение максимальной скорости отклонения руля к максимальному значению управляющего тока град/(МА*с). Подбор коэффициентов жесткой и гибкой обратной связей К1 и К2 для получения оптимального переходного процесса осуществим с помощь блока NCD программной среды Matlab/Simulink.Закон регулирования ложится в основу для создания системы повышения устойчивости и стабилизации (СПУУ). Требуется обеспечить: 1 Точное воспроизведение управляющего воздействия во всем диапазоне изменения режимов полета. Такая система называется автоматом парирования. Законом регулирования (управления) называется формула, определяющая отклонение руля, в которой учитываются только основные составляющие сигнала. Синтез оптимальной системы стабилизации производится в среде Matlab.Спроектировали систему стабилизации воздушного судна по углу тангажа, получили передаточные функции летательного аппарата и системы стабилизации, а также проведение анализа проектируемой системы на устойчивость.

Содержание

Введение

1. Цель работы

2. Задание на курсовой проект

3. Формирование и анализ модели ЛА (воздушного судна)

4. Ограничения и требования

5. Синтез рулевого привода

6. Синтез оптимального закона регулирования

Заключение

Литература

Системами стабилизации углового движения называют системы автоматического управления, служащие для удерживания летательного аппарата (ЛА) в заданном угловом положении относительно некоторой опорной системы координат. Так как начало этой координатной системы обычно помещают в центре масс ЛА, употребляется и другое название систем стабилизации углового движения - системы стабилизации относительно центра масс. Часто выбор опорной системы координат определяется типом применяющихся в автопилоте измерителей.

Системы стабилизации углового движения получили очень широкое распространение на ЛА самых различных классов, поскольку с их помощью удается успешно решить целый ряд разнообразных задач. Угловая стабилизация позволяет: - осуществить стабилизацию установившихся режимов полета;

- лучше организовать управление траекторией полета;

- достичь требуемых характеристик устойчивости движения ЛА даже в тех случаях, когда он неустойчив.

К системам стабилизации, чаще всего являющимися составной части автоматизированной системы управления полетом, предъявляется ряд требований. Система стабилизации должна обеспечивать устойчивость ЛА на всех режимах полета. Система стабилизации должна обеспечивать необходимые характеристики управляемости ЛА, как статические, так и динамические. В условиях действующих на ЛА возмущений система стабилизации должна обеспечивать требуемую точность выдерживания заданных параметров. Автопилот должен отвечать общим требованиям предъявляемым к авиационной технике. В данном курсовом проекте проектирование системы стабилизации производится по углу тангажа, с учетом принятого допущения о независимости отдельных составляющих углового движения.

Спроектировали систему стабилизации воздушного судна по углу тангажа, получили передаточные функции летательного аппарата и системы стабилизации, а также проведение анализа проектируемой системы на устойчивость.

1. Хованский Ю.М., Пономарев В.К. Стабилизации летательных аппаратов. Лекции. - СПБ, Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт имени В.И. Ульянова (Ленина), 1979.

2. Хованский Ю.М., Пономарев В.К. Стабилизации летательных аппаратов. Лекции. - СПБ, Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт имени В.И. Ульянова (Ленина), 1981.

Размещено на