飞行动力学 - 第35节-动操纵性 之 基础点摘要

1. 动操纵性

• Free response: $x_0\ne 0,u=0$
• Forced response: $x_0=0,u\ne 0$

驾驶员操纵飞机的方式有开环与闭环两种。

• 开环操纵

不需要精确控制飞机的速度、高度、姿态、航迹的状态/任务；运动参数的变化并不及时响应驾驶员的操纵。

• 闭环操纵
  需要精确控制飞机速度、高度、姿态及航迹的状态/任务；通过飞机运动参数的反馈，使驾驶员、操纵系统和飞机三个环节形成闭环回路。

严格的说，整个飞行过程中，驾驶员总是采用闭环操纵方式。但是对于不需要精确操纵的飞行阶段，可近似使用开环操纵方式进行分析。

2. 传递函数

操纵响应分析的核心是传递函数。

对于线性系统，传递函数：初始条件为0时，输出与输入的拉氏变换之比。

$\dot{x}=Ax+Bu$ ==> $(sI-A)x=Bu$

传递函数矩阵

$G(s)=(sI-A{)}^{-1}B=\frac{adj(sI-A)}{det(sI-A)}B$

3. 动稳定性与动操纵性

${\lim }_{s\to 0}G(s)=\frac{z_1{z}_2\dots z_m}{p_1{p}_2\dots p_m}$

传递函数的稳态值等于各参数传递函数分子的常数项与分母常数项(所有特征根之积)之比。

对于飞机来说，操纵响应与操纵导数及飞机特征根相关：

• 特征根越大、动稳定度越高，稳态值越小，飞机的响应越迟钝。
• 操纵导数越大、稳态值越大、操纵越灵敏。

4. 参考资料