بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
به نام خدا
مکانیک پرواز 2
اسلاید 2 :
فصل5:
سیستمهای کنترل اتوماتیک پرواز
Automatic Flight Control Systems(AFCS)
اسلاید 3 :
مکانیک پرواز 2
مقدمه:
1) تعریف سیستم کنترل اتوماتیک پرواز
2) ساختار کلی یک سیستم کنترل اتوماتیک پرواز
3) ویژگی های اساسی یک سیستم کنترل اتوماتیک پرواز
4) اجزاء یک سیستم کنترل اتوماتیک پرواز
5) انواع سیستم کنترل اتوماتیک پرواز
اسلاید 4 :
مکانیک پرواز 2
1) تعریف سیستم کنترل اتوماتیک پرواز
AFCS
متشکل از یک سیستم کنترل اتوماتیک است، که سعی می کند متغیرهای حرکتی وسیله پرنده را به طور یکپارچه و یا بطور مجزا کنترل نماید. در تعاریف قدیمی تر به آن خلبان خودکار(Autopilot) نیز گفته می شود.
2) ساختار کلی یک سیستم کنترل اتوماتیک پرواز
اسلاید 5 :
3) ویژگی های اساسی یک سیستم کنترل اتوماتیک پرواز
الف) سیستم کنترل یک سیستم دینامیکی می باشد.(معادلات دیفرانسیلی سیستم)
ب) لزوم اندازه گیری مقادیر خروجیهای کنترلی(Feedback)
ج) مقابله و رفع اثر اغتشاشات خارجی(Disturbances)
د) لزوم پایداری سیستم کنترل(Stability)
ه) مفهوم کنترل پذیری سیستم (Controllability)
و) مفهوم مشاهده پذیری سیستم (Observability)
اسلاید 6 :
4) اجزاء یک سیستم کنترل اتوماتیک پرواز
هواپیما (Plant)
عملگرها(Actuators)
سنسورها(Sensors)
سیستمهای انتقال حرکت (Power Transmitters)
کنترلر یا کامپیوتر پرواز (Controller)
اسلاید 7 :
1) هواپیما (Plant)
در AFCS، دینامیک هواپیما به عنوان موضوع کنترلی با توابع تبدیل ناشی از تقریبات حرکت معرفی می گردد:
الف) توابع تبدیل مود پریودیک کوتاه (در سیستم کنترل زاویه حمله و فراز)
ب) توابع تبدیل مود فیوگوئید(در سیستم کنترل سرعت)
ج) توابع تبدیل تقریب یک درجه(در سیستم کنترل زاویه غلت)
د) توابع تبدیل تقریب 2 درجه (در سیستم کنترل زاویه لغزش و دمپر سمتی)
البته در حالت کلی می توان از معادلات کامل حرکتهای طولی و عرضی نیز در هر مورد استفاده نمود.
اسلاید 8 :
2) عملگرهای هواپیما (Actuators)
1- شهپرها (Ailerons)
2- سکان افقی (Elevator)
3- سکان عمودی (Rudder)
4- دریجه تغذیه سوخت(Throttle)
رامین از تابع تبدیل مرتبه اول با ثابت زمانی استفاده می شود:
اسلاید 9 :
2) عملگرهای هواپیما (Actuators)
1- شهپرها (Ailerons)
2- سکان افقی (Elevator)
3- سکان عمودی (Rudder)
4- دریجه تغذیه سوخت(Throttle)
دینامیک عملگر:
برای نشان دادن میزان کندی و تاخیر عملگرها در پاسخ به فرامین از تابع تبدیل مرتبه اول با ثابت زمانی استفاده می شود:
اسلاید 10 :
3) سنسورها و وسایل اندازه گیری متغیرهای حرکت (Sensors)
1- سنسورهای موقعیت
2) سنسورهای سرعت
3) سنسورهای وضعیت
4) سنسورهای سرعت زاویه ای
دینامیک سنسورها:
معمولا سنسورها را با یک ضریب تبدیل ثابت نشان می دهند.
در حالت مدلسازی دقیق برای نشان دادن دینامیک سنسور از تابع تبدیل مرتبه دوم استفاده می شود:
اسلاید 11 :
1- سنسورهای موقعیت
ارتفاع سنج فشاری (Altimeter)
سیستم ناوبری اینرسی(Inertial Navigation system)
سیستم تعیین موقعیت جهانی(Global Positioning System)
اسلاید 12 :
2) سنسورهای سرعت
سرعت سنج هوایی(Air Speed Indicator)
سرعت سنج راداری (Doppler RADAR)
سرعت سنج ژیروسکوپی (GILA)
سیستم ناوبری اینرسی(Inertial Navigation system)
اسلاید 13 :
1- سنسورهای وضعیت
ژیروسکوپ قائم (Gyro vertical)
ژیروسکوپ سمتی (Directional Gyro)
سیستم تعیین وضعیت و سمتAHRS (Attitude & Heading Reference System)
سیستم ناوبری اینرسیINS (Inertial Navigation System)
اسلاید 14 :
2) سنسورهای سرعت زاویه ای
ژیروسکوپ های نرخی (Rate Gyroscopes)
سیستم ناوبری اینرسی(Inertial Navigation system)
اسلاید 15 :
4) سیستمهای انتقال حرکت (Power Transmitters)
سیستمهای هیدرولیکی(Hydraulic Systems)
سیستمهای بادی (Pneumatic Systems)
عملگرهای الکتریکی (Electric Actuators)
اسلاید 16 :
5) انواع سیستمهای کنترل پرواز هواپیما
الف) سیستمهای افزاینده پایداری (Stability Augmentation Systems)(SAS)
فصل 9 کتاب مک لین
ب) سیستمهای کنترل وضعیت (Attitude Control Systems)(ACS)
فصل 10 کتاب مک لین
ج) سیستمهای کنترل مسیر(Flight Path Control Systems)
فصل 11 کتاب مک لین
اسلاید 17 :
الف) سیستمهای افزاینده پایداری (SAS) Stability Augmentation Systems
وظیفه این سیستم ها افزایش میرایی نوسانات طبیعی هواپیما و تامین معیارهای خوشدستی می باشد. بیشتر در جنگنده ها و در فازهای پروازی سیر (غیر مانوری) فعال می شود.
Northrop Flying Wing 1950
اسلاید 18 :
طراحی کنترلر در سیستمهای افزاینده پایداری (SAS)
طراحی کنترلر در این سیستمها که سیستمهای پایدارساز هستند، بر اساس فیدبک حالت انجام می گیرد.
State Feedback
فیدبک حالت ترکیبی خطی از کلیه متغیرهای حالت می باشد، که نیازمند اندازه گیری کلیه متغیرهای حالت است.
اسلاید 19 :
مثال: سیستم افزاینده پایداری حرکت طولی هواپیما(مود پریود کوتاه)
اسلاید 20 :
دیاگرام عملکردی و رابطه فیدبک:
