18、飞机自动纵向控制：原理、设计与应用

飞机自动纵向控制：原理、设计与应用

1. 飞机纵向控制基础

飞机纵向控制是确保飞行稳定性和实现特定飞行任务的关键。在纵向控制中，需要考虑轴向力、法向力和俯仰力矩等因素，这些因素通过控制导数来描述控制输入对飞机运动的影响。

1.1 纵向控制的飞机模型推导

飞机纵向控制的模型是通过在轴向力、法向力和俯仰力矩方程中加入控制贡献得到的。控制导数包括如 (X_T = \left(\frac{\partial X}{\partial \beta_T}\right) e)、(Z {\delta} = \left(\frac{\partial Z}{\partial \delta_E}\right) e) 等，以及它们的无量纲形式 (C {xT} = \left(\frac{\partial C_x}{\partial \beta_T}\right) e)、(C {z\delta} = \left(\frac{\partial C_z}{\partial \delta_E}\right)_e) 等。通常，控制面和油门的变化率较小，其速率导数可忽略不计。

1.2 无量纲静态控制导数

• 油门输入相关导数 ：
  • 无量纲静态控制导数 (C_{xT}) 可由稳态发动机执行器传递函数（直流增益）通过拉普拉斯变换的终值定理和相关公式推导得出：
    [C_{xT} = \left(\frac{\partial C_T}{\partial \beta_T}\right) e = \lim {s