45. Принцип действия каналов крена, тангажа и рыскания автопилота.

Рассмотрим статическую систему автоматического управления углом тангажа

включающую контур управления угловой скоростью и контур управления углом тангажа. Передаточная функция ЛА взята в предположении постоянства скорости полета

Закон управления системы берем в виде, где– заданное значение угла тангажа,,– передаточные числа.где,,,. Рассматриваемая система обладает статической ошибкой. Чтобы определить эту ошибку в уравнении примем. Тогда при условиинайдем.

Отсюда следует, что чем больше передаточное число , тем меньше статическая ошибка. Однако при значительномсистема может стать неустойчивой вследствие динамических погрешностей в элементах автопилота.

При изодромном автопилоте система не имеет статических погрешностей по угловым координатам, поэтому такой автопилот применяется на самолетах, требующих точной стабилизации угловых координат. Рассмотрим систему управления углом тангажа, включающую изодромный автопилот. Закон управления такого автопилота имеет видструктура системы с изодромным автопилотом аналогична структуре системы с автопилотом, имеющим скоростную обратную связь, причем выполняются следующие соотношения между передаточными числами автопилотов:,,. Из-за возможности технической реализации наибольшее распространение получили автопилоты, у которыхс, поэтому при расчете изодромного автопилота необходимо выбирать только величины двух параметров, т.е.и.

Рассмотрим поведение самолета по углу рыскания, управляемого автопилотом. Простейшим движением рыскания является колебание продольной оси самолета в горизонтальной плоскости по отношению к вектору скорости, описываемое уравнением:. Уравнение статического автопилота возьмем в виде,гдеи– передаточные числа;

–заданный курсовой угол. , где;;. Системе свойственна статическая ошибка, величина которой определяется из условия:. Видно, что для уменьшения статической ошибки необходимо увеличивать передаточное число по позиционному сигналу. Когда такая ошибка недопустима, вместо статического применяют астатический автопилот. Поведение самолета с астатическим автопилотомЗдесь,,,и– погрешности измерения курса и угловой скорости рыскания. Из уравнения видно, что поскольку возмущающий моментстоит под знаком дифференцирования, то статическая погрешность от этого момента будет отсутствовать. Вместе с тем видно, что погрешности в измерении курсаи угловой скорости рысканияявляются возмущающими факторами и целиком переходят в соответствующую погрешность стабилизации курса. Таким образом, автопилот не может стабилизировать курсовой угол (угол тангажа или крена) с большей точностью, чем точность измерения этого угла и его производных.

Для управления углом крена используется специальный канал автопилота, называемый каналом крена. Законы управления канала крена обычно имеют ту же структуру, что и законы управления каналов тангажа и рыскания. Для выбора передаточных чисел канала крена необходимо исследовать динамику переходного процесса в системе, включающей самолет и канал крена.

Уравнение движения самолета по углу крена возьмем в виде.

поведение самолета с автоматом крена при двух законах управления:

статическим ;астатическим.

Решая уравнения и совместно с уравнением , получим: для статической системы

,где ,.для астатической системы

,где ,,.