Тема 4. Математические модели вертолета как объекта управления

Вращательное
движение

У
словие
1
У
словие
2

У
словие
3

Простран-ственное
движение

≡ самолету

Н

Рис. 4.3.

​​Схема разделения движения вертолета на изолированные

(4.4)

4.6 . Математические модели движения вертолета

Неустойчивость ПМД вытекает из конструктивных особенностей вертолета: он в некоторой степени аналогичен физическому маятнику.

Центр масс вертолета находится ниже плоскости вращения НВ. Вследствие перемещения точки подвеса - АПК - вертолет постоянно раскачивается, что является причиной неустойчивости ПМД.

(4.8)

где коэффициент усиления вертолета по углу тангажа,

постоянная времени по тангажу (быстродействие
или инерционность вертолета в ПМД).

(4.9)

(4.10)

ЛЕКЦИЯ № 13

4.6.1. Продольное маятниковое движение

Изолированное движение вертолета по высоте описывается уравнениями:

в операторной форме они могут быть представлены следующей структурной
схемой :

4.6.2. Изолированное движение по высоте

(4.11)

(4.12)

,

Составим ПФ
вертолета по

(4.13)

(4.14)

где коэффициент усиления
вертолета по скорости в канале
высоты (управляемость),

постоянная времени (маневренность по высоте).

Вертолет нейтрален по высоте, т.е. при управлении летчиком он не стремится сохранить Н, но при снятии управляющего

воздействия Н меняться не будет. Для поддержания заданной высоты необходимо использовать автоматические устройства.

ДЗ: самостоятельно описать изолированное движение по рысканию
и боковое маятниковое движение.

(4.15)

где - отклонение управляющего органа –педалей летчиком;

(4.16)

отклонения управляющего органа от "перегонки" : расширяется диапазон отклонения РВ, повышается маневренность;
- коэффициент, определяющий скорость "перегонки";

Дифференциальный фильтр (виражный механизм) служит для
устранения постоянной составляющей ,

которая возникает при выполнении разворотов. Это позволяет повысить управляемость, не снижая демпфирования (за счет выбора Т1).
В канале направления используется СП с ЖОС.

где

(4.19)

изменение общего шага РВ нажатием педалей;

(4.21)

где

(4.22)

Закон управления (4.21) соответствует статическому с ЖОС.

Величина ошибки ( ) в отличие от самолетного контура стабилизации прямо пропорциональна передаточному числу .

Совмещенное управление в режиме "Ст. "
Наклон АПК (поперечное управление) подчиняется закону :

(4.23)

(4.24)

где передаточное число по сигналу КД-К.

При поперечном отклонении ручки управления (РЦШ) за счет срабатывания кнопки датчика усилий стабилизация крена автоматически выключается. Сигнал ДУС-К остается для обеспечения демпфирования вертолета по крену, хотя и его недостаточно для обеспечения устойчивости вертолета, так как:
-вертолет имеет малый момент инерции вокруг продольной оси, он чуток к резким движениям ручки управления в поперечном направлении.
- имеет место эффект «запаздывания" в управлении.
В результате летчик, пытаясь сохранить положение вертолета по крену, может раскачать вертолет. Чтобы предотвратить это явление в канале крена применяется компенсационный датчик (КД - К).
Сигнал КД-К, пропорциональный отклонению ручки летчика, поступает в вычислитель САУ, где пропускается через дифференциальный фильтр