民用飛機(jī)主飛控系統(tǒng)控制精度淺析

張芳

（上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，上海 201210）

民用飛機(jī)主飛控系統(tǒng)控制精度淺析

張芳

（上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，上海 201210）

本文對(duì)主飛控系統(tǒng)精度進(jìn)行了分析。主飛控系統(tǒng)主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)飛機(jī)在空中橫向、縱向和航向控制和配平，空中減速控制以及飛機(jī)接地后的破升控制，它的控制精度直接影響飛機(jī)的性能，準(zhǔn)確的分析誤差產(chǎn)生的來(lái)源及原因，可以系統(tǒng)而準(zhǔn)確的計(jì)算系統(tǒng)誤差，通過(guò)設(shè)計(jì)、制作、安裝等階段來(lái)減小誤差，提高系統(tǒng)精度，以確保飛控系統(tǒng)具有良好的操縱性能。

民用飛機(jī) 飛控 精度

飛行控制系統(tǒng)，主要包括主飛控系統(tǒng)和高升力系統(tǒng)，主飛控系統(tǒng)主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)飛機(jī)在空中橫向、縱向和航向控制和配平，空中減速控制以及飛機(jī)接地后的破升控制；高升力系統(tǒng)主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)飛機(jī)在起飛、著陸時(shí)的升阻控制。電傳飛行控制系統(tǒng)就是采用一套硬件和軟件實(shí)現(xiàn)某些功能為駕駛員和（或）自動(dòng)駕駛儀提供控制飛機(jī)姿態(tài)和飛行軌跡能力等的控制系統(tǒng)。

飛行員通過(guò)飛行控制系統(tǒng)控制飛機(jī)各個(gè)操縱面從而控制飛機(jī)的姿態(tài)。飛行員操縱飛機(jī)姿態(tài)的精確性或者說(shuō)飛控系統(tǒng)的控制精度直接關(guān)系到飛機(jī)的性能。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電傳飛控系統(tǒng)正在逐步取代舊式的機(jī)械操縱系統(tǒng)。由于消除了相當(dāng)多的由機(jī)械傳動(dòng)所引發(fā)的變形、間隙等影響，電傳飛行控制系統(tǒng)的控制精度比機(jī)械操縱系統(tǒng)的精度要高出很多。本文僅對(duì)電傳飛控系統(tǒng)的精度進(jìn)行分析。

1　誤差來(lái)源及分析方法

主飛控系統(tǒng)誤差來(lái)源主要包括駕駛艙操縱器件、主飛控電子裝置、飛控計(jì)算機(jī)、作動(dòng)器等。作動(dòng)器完成初始安裝后，需按要求進(jìn)行零位調(diào)整，零位調(diào)整偏差可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行定義。而溫度對(duì)駕駛艙操縱器件，作動(dòng)器等的影響，可取最嚴(yán)酷情況進(jìn)行考慮。而對(duì)誤差的計(jì)算方法，可考慮均方根法進(jìn)行累計(jì)計(jì)算。

駕駛艙操縱器件一般包括駕駛桿、駕駛盤(pán)、腳蹬以及各類(lèi)手柄、開(kāi)關(guān)等。理論上操縱器件的輸入角度和傳感器輸入信號(hào)之間為近似線(xiàn)性關(guān)系。但由于制造、裝配等因素，實(shí)際與理論值存在偏差，會(huì)導(dǎo)致非線(xiàn)性的產(chǎn)生，但是通過(guò)飛控計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)優(yōu)化可以消除這些偏差，保證線(xiàn)性關(guān)系。

操縱器件通過(guò)RVDT或位置傳感器將機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)。RVDT本身由于非線(xiàn)性、滯環(huán)、溫漂，分辨率等存在一定的誤差。

飛控計(jì)算機(jī)等電子控制設(shè)備的誤差主要產(chǎn)生于信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)、數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換、內(nèi)部數(shù)字信號(hào)處理等過(guò)程，同時(shí)這些誤差的大小還受工作環(huán)境溫度的影響。還會(huì)受到其他系統(tǒng)信號(hào)輸入的影響等。

作動(dòng)器的誤差主要來(lái)自于安裝誤差、作動(dòng)器本身的誤差。作動(dòng)器誤差在零位、各個(gè)位置和滿(mǎn)行程時(shí)誤差一般不一樣。應(yīng)在設(shè)備級(jí)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮上述設(shè)計(jì)，定義好接口關(guān)系。

2　飛控精度控制方法

系統(tǒng)誤差是固定存在的，無(wú)法消除。只能通過(guò)在設(shè)計(jì)、制造、安裝等階段來(lái)減小誤差，來(lái)提高系統(tǒng)精度。

對(duì)于駕駛艙操縱器件，結(jié)合剛度設(shè)計(jì)來(lái)提高精度控制。在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，最大限度的保證設(shè)計(jì)剛度以及控制制造公差來(lái)提高精度。在運(yùn)動(dòng)器件的連接方式盡量采用過(guò)度配合或過(guò)盈配合來(lái)避免過(guò)大間隙產(chǎn)生，影響系統(tǒng)的精度。例如，舵面作動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)端子的連接支架，一般采用的為過(guò)度配合或過(guò)盈配合，來(lái)避免舵面精度過(guò)低，造成舵面達(dá)不到滿(mǎn)偏等問(wèn)題。

設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)考慮接地與信號(hào)的屏蔽，盡量減少外界信號(hào)干擾對(duì)系統(tǒng)精度的影響。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)考慮溫度對(duì)設(shè)備的影響，選用合理零部件，盡量減少溫度對(duì)設(shè)備誤差的影響。對(duì)作動(dòng)器伺服閥門(mén)限的設(shè)置應(yīng)合理化，保證在一定的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，以保證設(shè)計(jì)精度。

3　結(jié)語(yǔ)

本文主要研究了民用飛機(jī)電傳飛控系統(tǒng)控制精度。結(jié)合誤差分析來(lái)源和誤差分析方法、以及精度控制方法來(lái)綜合進(jìn)行設(shè)計(jì)，為主飛控系統(tǒng)的精度分析提供了基礎(chǔ)，系統(tǒng)而準(zhǔn)確的計(jì)算過(guò)程確保了飛控系統(tǒng)具有良好的操縱性。

［1］張明廉.飛行控制系統(tǒng)［M］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1984.

［2］李稷.RVDT傳感器仿真電路的設(shè)計(jì)與研究［J］.民用飛機(jī)設(shè)計(jì)與研究，2011，2：56-59.

［3］張芳.電傳飛控系統(tǒng)在駕駛艙的操縱器件分析［J］.第六屆中國(guó)航空學(xué)會(huì)青年科技論壇文集，2014，6：1192-1197.

This article analyzes the Primary Flight Control System's accuracy in civil aircraft. The accuracy of Primary Flight Control System impact the performance of aircraft directly. Analysis the reasons of the accuracy correctly， so calculating the accuracy by system and correct is easy， which can ensure well operating of Flight Control System.

Civil Aircraft； Primary Flight Control System； Accuracy

張芳（1983—），女，湖北武穴人，上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，碩士研究生，研究方向：飛控駕駛艙控制系統(tǒng)。