Курсовая работа: Расчёт закона управления продольным движением самолета
Значения параметров передаточной функции осевого акселерометра 
с, 
, 
В/ед.
1.7 Математическая модель датчика положения штурвала
Схема включения датчика положения штурвала летчика представлена на рис. 7. На схеме обозначены:
1 – штурвал;
2 – загрузочные пружины;
3 – потенциометрический датчик положения ручки.
Управлять самолетом, не ощущая усилий на ручке, ориентируясь только по ее положению, чрезвычайно трудно. Поэтому искусственно создают имитирующее усилие на штурвале управления с помощью загрузочных пружин.
Сигнал с выхода потенциометрического датчика пропорционален отклонению штурвала летчика. Для численных расчетов полагаем величину коэффициента пропорциональности между перемещением штурвала и выходным напряжением датчика равной 0,1 В/мм. Максимальные величины отклонения штурвала составляют ± 100 мм.
Рис. 7. Упрощенная схема штурвала летчика
2. Техническое задание на разработку алгоритма ручного управления продольным движением самолета
2.1 Общие положения
Требуется разработать алгоритм ручного управления продольным движением самолета для одного из режимов полета в соответствии с заданным номером варианта. Исходные данные для проектирования представлены в таблице 1.
2.2 Требования к статическим характеристикам
Расход штурвала летчика на единицу перегрузки должен быть не менее 40 мм и не более 60 мм.
2.3 Требования к динамическим характеристикам
При ступенчатом отклонении штурвала время регулирования по нормальной перегрузке не должно превышать 1,5 сек. при величине перерегулирования не более 10%. Переходный процесс по угловой скорости тангажа по времени регулирования не нормируется, но перерегулирование при ступенчатом отклонении штурвала не должно превышать 100%.
2.4 Требования к разбросам параметров
Динамические и статические характеристики системы управления должны удовлетворять сформулированным выше требованиям при неопределенности эффективности стабилизатора 
в пределах ±20%.
2.5 Дополнительные требования
Допускаются автоколебания по перегрузке с амплитудой не более 0,02.
3. План выполнения курсовой работы
Целью работы является расчет алгоритма управления продольным движением самолета, обеспечивающего выполнение требований к характеристикам системы управления, сформулированным в техническом задании. Функциональная схема проектируемой системы представлена на рис. 8.
Рис. 8. Функциональная схема проектируемой системы управления.
В качестве инструмента расчётов рекомендуется использовать пакет MATLAB [6], [7]. Предлагается следующий план выполнения работы.
3.1 Этап анализа
3.1.1. Записать полную систему дифференциальных уравнений неизменяемой части системы с учётом динамики датчика угловых ускорений и акселерометра. Записать упрощенную полную систему дифференциальных уравнений неизменяемой части системы (разомкнутой системы) без учёта нелинейностей рулевого привода. Рассчитать собственные числа разомкнутой системы и установить принадлежность соответствующих собственных чисел собственно самолёту, рулевому приводу, каждому из датчиков.
3.1.2. Рассчитать передаточные функции разомкнутой системы от управления u на входе привода до угла атаки 
, а также до сигналов перегрузки 
, и угловой скорости тангажа 
. Определить полюсы и нули всех передаточных функций.
3.1.3. Рассчитать логарифмические частотные характеристики, соответствующие п. 3.1.2 с учётом и без учёта динамики датчиков и рулевого привода.
3.1.4. Построить переходные характеристики, соответствующие п. 3.1.3, выбирая величину входного ступенчатого воздействия на входе привода такой, чтобы в установившемся режиме ny уст. =1 Оценить временные характеристики (перерегулирование, время регулирования, время нарастания). Провести сопоставительный анализ результатов выполнения п.п. 3.1.1 – 3.1.4.
3.1.5. Выбрать расчетную модель объекта управления, проводя, если это возможно, упрощения динамики самолета с приводами и датчиками. Выбрать желаемые собственные значения матриц динамики замкнутой непрерывной системы, учитывая заданные требования к временным характеристикам и необходимость использования по возможности небольших величин коэффициентов обратных связей.
3.2 Этап синтеза
3.2.1. Рассчитать обратную связь по полному вектору состояния и коэффициент передачи по внешнему управлению от датчика положения штурвала самолета.
3.2.2. Рассчитать переходные функции в линейной системе с обратной связью по полному вектору состояния, выбирая в качестве ступенчатого воздействия по координате Vp величину, соответствующую в установившемся режиме единичной перегрузке.
3.2.3. Выбрать параметры наблюдателя полного порядка.
3.2.4. Рассчитать переходные функции линейной системы с наблюдателем.