簡介:電路理論基礎(chǔ),經(jīng)典電路理論形成于二十世紀初至60’S。經(jīng)典的時域分析于30’S初已初步建立,并隨著電力、通訊、控制三大系統(tǒng)的要求發(fā)展到頻域分析與電路綜合。六、七十年代至今發(fā)展了現(xiàn)代電路理論。它隨著電子革命和計算機革命而飛躍發(fā)展,特點是頻域與時域相結(jié)合,并產(chǎn)生了拓撲、狀態(tài)、邏輯、開關(guān)電容、數(shù)字濾波器、有源網(wǎng)絡(luò)綜合、故障診斷等新的領(lǐng)域。作為首門電技術(shù)基礎(chǔ)課,為學習電專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課打下基礎(chǔ);也是電氣電子工程師的必備知識;學習本課程還將有助于其他能力的培養(yǎng)(如嚴格的科學作風、抽象的思維能力、實驗研究能力、總結(jié)歸納能力等)。,第一章電路的基本概念和定律,第一節(jié)電路ELECTRICCIRCUIT和電路模型ELECTRICMODEL實際電路是由若干電氣器件ELECTRICDEVICES按照一定的方式相互聯(lián)系而成的整體。實際電路的功能實現(xiàn)電能(力)的傳輸與分配;實現(xiàn)電信號的傳輸和處理。電路模型是由理想電路元件ELECTRICELEMENT)相互連接而成,是對實際電路的抽象。電路元件是電路中某一物理現(xiàn)象集中在一個元件中發(fā)生的集總參數(shù)LUMPEDPARAMERTES元件。課程任務(wù)根據(jù)電路模型來探討電路的基本定律、定理及基本的分析方法,第二節(jié)電路中基本電氣量及特性,電流CURRENT單位時間內(nèi)通過元件的電荷的多少。電流的實際方向正電荷定向移動的方向。電流的參考方向分析電路前人為指定的方向。設(shè)定了電流參考方向,借助于電流的代數(shù)表達式,才能說明電流的實際方向。電壓VOLTAGE電埸力移動單位正電荷所作的功電壓的實際方向高電位指向低電位的方向。電壓的參考方向分析電路前人為指定的方向。設(shè)定了電壓參考方向,借助于電壓的代數(shù)表達式,才能說明電壓的實際方向。關(guān)聯(lián)方向?qū)δ骋欢坞娐坊蚰骋粋€元件來說,若其電壓的參考方向與電流的參考方向一致,即電流從標以電壓“”極性的一端流入,從標以“-”極性的一端流出,則這種參考方向稱為關(guān)聯(lián)參考方向。,電功率ELECTRICPOWER電場力做功的速率,也稱瞬時功率。,電能量ELECTRICENERGE電功率的積分就是電能量。在關(guān)聯(lián)參考方向下,電路元件T0在到T的時間內(nèi)吸收的能量為,,,若U,I為關(guān)聯(lián)參考方向,P﹥0表示元件吸收功率,P﹤0表示元件發(fā)出功率,,若U,I為非關(guān)聯(lián)參考方向,P﹥0表示元件發(fā)出功率,P﹤0表示元件吸收功率,,第三節(jié)電路中基本電氣元件,一、電阻元件RESISTOR,1、一般定義載流導(dǎo)體或半導(dǎo)體會因發(fā)熱而消耗電能,可將其抽象為電阻元件。,2、VAR其在任一時刻T的電壓UT和電流IT之間的關(guān)系稱為伏安關(guān)系,可以由UI平面上的一條曲線所確定,該曲線稱作它的伏安特性曲線。,,線性電阻VAR特性為UI平面上過原點的一條直線。,非線性電阻VAR特性為UI平面上的一條曲線。,時不變電阻電阻值與時間無關(guān),不隨時間的變化而變化。,,,時變電阻電阻值與時間有關(guān),隨時間的變化而變化。,線性時不變電阻是我們分析的重點,簡稱電阻,符號為R,其即表示電阻元件,又表示元件的參數(shù)。,3、線性電阻的性質(zhì),1)歐姆定律U、I為關(guān)聯(lián)參考方向時,URI,IGUVAR為過原點的一條直線。,R0有I無U→短路如開關(guān)閉合時。,,R→∞有U無I→開路如開關(guān)斷開時;,2)電功率在U、I為關(guān)聯(lián)參考方向下,電阻吸收的功率,因電阻始終吸收、發(fā)熱光散失,∴R為耗能元件,3)電能量在T0,T內(nèi)R所消耗的電能區(qū)間變量為,例題11求圖示電路中的U、R、I,解根據(jù)各圖中所示電壓、電流的參考方向,由歐姆定律得,1,2,3,4,解1設(shè)電流的參考方向由A流向B,則I2A,對A中元件,電壓與電流為關(guān)聯(lián)參考方向,B中元件電壓與電流為非關(guān)聯(lián)參考方向,2設(shè)電流的參考方向由A流向B,對A中元件,電壓與電流為關(guān)聯(lián)參考方向,B中元件,電壓與電流為非關(guān)聯(lián)參考方向,例題12(1)在圖中的電流均為2A,且由A流向B,求兩元件吸收或產(chǎn)生的功率。(2)若元件產(chǎn)生的功率為4W,求電流,二、電容元件CAPACITOR,各種各樣的電容器本質(zhì)上都是由兩塊金屬極板中間隔著某種介質(zhì)空氣、云母、電介質(zhì))所組成?!俺潆姟睍r,兩極板上留下等量異性電荷,在介質(zhì)中建立起電場,并儲存有電場能量;去掉電源后,±Q雖相互吸引,但仍然為介質(zhì)所絕緣而不能中和,于是留下了電場及電場能量。故電容器是一種能夠儲存電場能量的實際器件。,1、一般定義一個二端元件,如果在任一時刻T,其電荷QT與其端電壓UCT之間的關(guān)系庫伏關(guān)系QVR可以用UCQ平面上的一條曲線(稱為庫伏特性曲線)來確定,則此二端元件稱為電容元件。,我們主要研究非時變線性電容元件。其QVR為通過原點的一條直線,簡稱“電容”,符號為“C”既表示一電容元件,也表示該元件的參數(shù)。,2、電容的特性,1)電容的伏安關(guān)系(VAR),,A微分形式在UC、I取關(guān)聯(lián)方向,,,∴UC變化才有I,UC不變時,I0(開路)C有隔直作用,B積分形式在UC、I取關(guān)聯(lián)方向,令初始時刻T0電容上電壓為,則,C為記憶元件記憶I的所有歷史,當|I|WCT1,C實際吸收電能,且全部轉(zhuǎn)變?yōu)殡妶瞿艹潆姠賃C0且DUC/DT0時,有|UC|↑,且I0、Q0、|Q|↑(正向充電)②UC0且DUC/DT0、|Q|↓(正向放電)②UC0時,有|UC|↓,且I0、Q0、|Q|↓(反向放電)亦即C為儲能元件,不耗能;又它釋放或吸收的能量都不是自己產(chǎn)生的,故屬于無源元件。,同理,T1,T2內(nèi)電容吸收的電能為,,例13某電容的電壓、電流波形如圖,1求C值;2求它在0到1MS期間得到的電荷;3求電容吸收的功率的瞬時值及T2MS時的功率;4求WT與W2MS,2Q1MS,解1,三、電感元件INDUCTOR,1、一般定義一個二端元件,如果在任一時刻T,其電流IL同它磁鏈ΨL之間的關(guān)系(韋安關(guān)系WAR)可以用ILΨL平面上的一條曲線(韋安特性曲線)來確定,則此二端元件稱為電感元件。,線圈通電IL→磁通Φ→形成磁場及磁場能量→電感器通常規(guī)定ΦL?L與IL的參考方向之間滿足右手螺旋關(guān)系。,我們主要研究非時變線性電感元件。其WAR為通過原點的一條直線,簡稱“電感”,符號為“L”既表示一電感元件,也表示該元件的參數(shù)。,ΨLLIL,2、電感的特性,1)電感的伏安關(guān)系(VAR),A微分形式在UL、I取關(guān)聯(lián)方向,,根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律與楞次定律,IL與ΨL成右螺旋關(guān)系且自感電動勢EL與IL取相同參考方向時,,自感電壓UL的參考方向與EL取得相同這里UL–EL,L為動態(tài)元件IL變化才有UL;IL不變DC時UL0對直流短路,B積分形式在UC、I取關(guān)聯(lián)方向,其中,是初始時刻T0電感上的電流,可見電感也為記憶元件記憶UL的所有歷史。同樣|UL|<∞時實際電路一般如此,ILT為連續(xù)變量,此時IL不能躍變;反之,若IL躍變,則會導(dǎo)致無窮大的電壓UL.,2)電感的功率與能量關(guān)系,在UL、I取關(guān)聯(lián)方向,電感在∞,T時間內(nèi)所吸收的電能區(qū)間變量為,同理,T1,T2內(nèi)電感吸收的電能為,可見①當|IL|增加時,WLT2>W(wǎng)LT1,L實際吸收電能,且全部轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌瞿?;②當|IL|減少時,WLT2<WLT1,L將磁場能量釋放出來并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。亦即L為儲能元件,不耗能;又它釋放或吸收的能量都不是自己產(chǎn)生的,故屬于無源元件。,,線性元件RLC的比較,消耗電能,儲存電場能,儲存磁場能,四、電壓源和電流源,電源,1、向電路提供電能,如DC電源、AC電源,2、向電路輸入電信號,亦稱為信號源。,,電源激勵電路工作─激勵源;產(chǎn)生的電壓、電流─響應(yīng)。,電壓源電流源,,1、理想獨立電壓源,1)一般定義;電壓源是一種理想二端元件,在任一時刻T,其端電壓UT是與通過它的電流IT無關(guān)的給定函數(shù)UST。即它的VAR稱為電源的外特性為一系列與I軸平行的直線。,當USTUS≡常數(shù)時,為直流電壓源或恒壓源,方波信號源以及正弦電壓源為常用電壓源,,2)理想電壓源性質(zhì),①其端電壓UST與它所接外電路無關(guān),②其電流IT則由US與外電路共同決定,③電壓源外電路不得短路R→0時,U→0≠US,與電壓單值性矛盾,這是理想化所致實際中RS及R均不可能為零;另一方面,R→0時,IUS/R→∞,實際電源若無保護措施就會燒壞。,④電壓源的US0時,其自身相當于短路,⑤實際電源如蓄電池、干電池、發(fā)電機等都有內(nèi)電阻,可用US與RS的串聯(lián)組合作為其模型,2、理想獨立電流源,1)一般定義;電流源是一種理想二端元件,在任一時刻T,其電流IT是與其端電壓UT無關(guān)的給定函數(shù)IST。即它的VAR稱為電源的外特性為一系列與U軸平行的直線。,當ISTIS≡常數(shù)時,為直流電流源或恒流源,2)理想電流源性質(zhì),①其通過的電流IST與它所接外電路無關(guān),②其電壓UT則由IS與外電路共同決定,③電流源外電路不得開路R→∞時,I→0≠IS,與電流連續(xù)性矛盾,這是理想化所致實際的IS含與之并聯(lián)的R;另一方面,R→∞時,URIS→∞,實際電流源若無保護措施就會損壞。,④電流源的IS0時,其自身相當于開路。,⑤實際電流源也要考慮內(nèi)電阻,用IS與RS的并聯(lián)組合為其模型,電壓源的US、電流源的IS均不受其它U、I的影響,稱為獨立電源,在電路中起激勵的作用;為有源元件,五、受控源,受控源是非獨立電源,其電壓或電流的量值與方向受電路中其它電壓或電流的控制,電壓源、電流源的特性,電壓源,電流源,定義,理想二端元件,理想二端元件,特性,1、端電壓是特定的時間函數(shù),與其中的電流無關(guān)。2、電壓源中電流取決于外電路。,1、其中的電流是特定的時間函數(shù),與其端電壓無關(guān)。2、電流源的端電壓取決于外電路。,電路符號,特例,直流電壓源,直流電流源,受控電源的分類比較,代號,VCVS,VCCS,CCVS,CCCS,名稱,電壓控制電壓源,電壓控制電流源,電流控制電壓流,電流控制電流源,符號,控制量,U1,I1,I1,U1,被控量,I2,U2,I2,U2,被控支路關(guān)系,六、運算放大器,是一種電壓放大倍數(shù)即增益很高的放大器,這種器件系通過集成工藝制成的,實際運放的RI較大≥1MΩ,RO較小100Ω左右,A較高104~107,A─反相輸入端,B─同相輸入端,O─輸出端,┷─公共接地端,A─運放的開環(huán)增益,UOAUBAAUBUA,若計及運放的輸入電阻RI和輸出電阻RO,則可得其電路模型為,理想運算放大器即RI→∞,RO→0,A→∞的電壓放大器,①“虛斷路”性質(zhì)因RI→∞,故輸入端A、B均無電流,相當于斷路,但內(nèi)部電路卻是接通的。,②“虛短路”性質(zhì)因A→∞,而UO為有限值,∴UBAUB–UAUO/A→0好比短路即強制A、B兩點等電位,但無電流→虛短路,RO→0,使UO不受所接負載的影響。,電路圖(CIRCUITDIAGRAM)理想電路元件依照一定方式聯(lián)接成一通路,其圖形表示為電路圖,支路BRANCH電路中通過同一電流的分支,可以為一個二端元件或多個元件的組合。節(jié)點NOTE支路與支路的匯合點,用加重的黑點表示,標以字母或數(shù)字。回路LOOP由支路構(gòu)成的閉和路徑,回路中的節(jié)點只經(jīng)過一次。平面電路PLANARCIRCUIT可畫在一個平面上而沒有任何支路的交疊現(xiàn)象。網(wǎng)孔MESH平面電路中回路內(nèi)部不含支路的回路,第四節(jié)電路的基本定律基爾霍夫定律KIRCHHOFF’SLAW,基爾霍夫定律KIRCHHOFF’SLAW,一、基爾霍夫電流定律(KCL)對集總參數(shù)電路中的任意節(jié)點,在任意時刻聯(lián)接于該節(jié)點所有支路電流的代數(shù)和為零。,,①代數(shù)和是對電流的參考方向而言,若取流入節(jié)點電流為正,則流出節(jié)點為負。電流本身的符號取決于電流的實際方向與參考方向是否一致。即KCL涉及雙重符號。,②集總電路中的任一節(jié)點,在任一時刻按參考方向“流出”該節(jié)點的所有支路電流之和恒等于“流入”該節(jié)點的各支路電流之和。只涉及電流本身符號。,③KCL的物理意義體現(xiàn)了電荷守恒或電流的連續(xù)性,④KCL的推廣應(yīng)用由電流的連續(xù)性可知,KCL可應(yīng)用于包圍幾個節(jié)點的閉合面稱為廣義節(jié)點,即閉合面所“切割”支路稱為割集的電流代數(shù)和不妨“流出”為正恒為零。,二、基爾霍夫電壓定律(KVL)在集總參數(shù)電路中,任意時刻,沿著任一回路繞行一周,該回路所有支路電壓代數(shù)和為零。,①代數(shù)和是對電壓的參考方向而言,若電壓參考方向與繞行方向一致取正,反之為負。電壓本身的符號取決于電壓的實際方向與參考方向是否一致。即KVL涉及雙重符號。,②當電路的回路中僅含R和US時,列寫KVL方程,其中方程左邊列出回路中沿繞行方向上電阻電壓降的代數(shù)和,方程右邊則列出回路中沿繞行方向上電壓源電位升的代數(shù)和。,,③KVL的物理意義體現(xiàn)了電壓與路徑無關(guān)或電壓的單值性。,④KVL應(yīng)用于“開口回路”即某兩點A、B間的電壓,等于由A點沿電路中的某個路徑走到B點的各段電壓降的代數(shù)和。,元件約束即元件VAR,拓撲約束即KL,,它們是整個集總電路分析的基礎(chǔ),基爾霍夫定律,名稱,基爾霍夫電流定律,基爾霍夫電壓定律,簡稱,KCL,KVL,定律內(nèi)容,在集總電路中,對于任何節(jié)點,在任意時刻流出(或流入)該節(jié)點的電流代數(shù)和恒等于零。,在集總電路中,對于任何回路,在任意時刻回路中各支路電壓降(或升)的代數(shù)和恒等于零。,公式表述,定律說明,可用于一個節(jié)點,也可用于一個閉合面。,UK可以認為是元件的電壓也可以是支路電壓。,物理實質(zhì),是電流連續(xù)性和電荷守恒的體現(xiàn),是電壓單值性的體現(xiàn),
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簡介:傳感器,儀表,顯示系統(tǒng),導(dǎo)航系統(tǒng),操縱、控制、雷達系統(tǒng)、救生系統(tǒng),電源及電氣設(shè)備。,第四章機載設(shè)備,使飛機構(gòu)成一個整體,以實現(xiàn)安全、可靠及時和精確地操縱飛行器。保障飛行器的各項功能、戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能的實現(xiàn)。代替飛行員進行自動飛行控制和狀態(tài)監(jiān)控。,P184,◆范圍,◆功用,載人飛行器測量的主要參數(shù),◆飛行參數(shù)(速度、高度等),41傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng),◆動力系統(tǒng)參數(shù)(發(fā)動機轉(zhuǎn)速、溫度、燃油量等),◆導(dǎo)航參數(shù)(航向、位置等),◆生命保障系統(tǒng)參數(shù)(氧氣分壓、溫度等),◆武器瞄準系統(tǒng)參數(shù)(目標類型、速度、高度等),◆飛行員生理參數(shù)(脈搏、呼吸、血壓等),◆其它系統(tǒng)參數(shù)(液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等),貼片電阻,硅膜片,,,,高壓腔,低壓腔,,,參數(shù)分類壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、流量、油量、電壓、電流、方位和姿態(tài)角等物理量。它們通過各種傳感器進行測量。,411飛行器參數(shù)測量的基本方法P185,1、壓阻式壓力傳感器,2、溫度傳感器。,(1)電阻式溫度傳感器。,(2)熱電偶式溫度傳感器。,金屬1,金屬2,熱端,冷端,,,毫安表,,3、轉(zhuǎn)速傳感器。,4、加速度傳感器。,擺錘,浮子,力矩器,信號器,,,,,電磁脈沖法、光電法等。,5、迎角傳感器。,飛機頭部,水平葉片,垂直葉片,空速管,,,,總壓孔,靜壓孔,空速管示意圖,,,,,,,,氣流,,,,線運動參數(shù)飛行高度,速度和加速度,角運動參數(shù)俯仰角、滾轉(zhuǎn)角和航向角,412主要飛行狀態(tài)參數(shù)的測量P188,1、飛行高度的測量,◆高度分為四種絕對高度、相對高度、真實高度和標準氣壓高度。,◆飛行狀態(tài)參數(shù)包括,◆因為高度與大氣壓力有固定的函數(shù)關(guān)系,可以通過測量大氣壓力間接地得到高度。也可以通無線電高度表測量。,,,,,,,,,標準氣壓平面,海平面,真實高度,絕對高度,相對高度,標準氣壓高度,,,,,,,,,,,,,,,,,依不同的基準面,高度分為四種,靜壓,真空膜盒,指針,刻度盤,放大裝置,氣壓式高度表示意圖,,,,,,,,,,外殼,,2、飛行速度的測量,◆飛行速度分為空速和地速。飛行狀態(tài)主要關(guān)心空速??账倏梢酝ㄟ^壓力、加速度積分和雷達等方法測量。地速則需要知道大氣中風的大小和方向才可與空速根據(jù)矢量計算出來。,氣壓式空速表原理圖,開口膜盒,指針,刻度盤,放大裝置,,,,,外殼,,靜壓,,,,,,總壓,,氣壓式升降速度表原理圖,靜壓,,通過測量靜壓、總壓、總溫以及必要的修正(如攻角、側(cè)滑角修正),經(jīng)計算機解算而得到高度、高度變化率、空速、大氣密度等所需的數(shù)據(jù)。,413大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)P193,1、陀螺儀,◆定軸性保持其自轉(zhuǎn)軸在慣性空間方向不變的特性。,陀螺儀有機械陀螺、靜電陀螺、激光陀螺等多種類型。,414飛行姿態(tài)角度的測量,靜止狀態(tài),旋轉(zhuǎn)狀態(tài),進動性在外力矩作用下,高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子力圖使自轉(zhuǎn)軸矢量沿最短路徑轉(zhuǎn)向外力矩矢量。,陀螺儀的組成,外環(huán),轉(zhuǎn)子,內(nèi)環(huán),底座,,,,,3、陀螺地平儀測量俯仰角和滾轉(zhuǎn)角,2、磁羅盤利用地球磁場測量磁航向角,磁偏角,北極,磁南極,磁航向角,真航向角,航向,,,1、機械儀表顯示,機械儀表顯示和電子綜合顯示,由指針,刻度盤,機械計數(shù)器,標記和圖形等組成。特點是簡單、清晰;能反映變化過程,精度低,壽命短,易受振動沖擊。不易綜合顯示。,415飛行器顯示系統(tǒng)P199,殲8Ⅱ,2、電子綜合顯示,把測得的電信號轉(zhuǎn)換為電子顯示器的光電信號以顯示所需的信息,可以是數(shù)字式,符號、圖形及其組合形式。特點是顯示界面靈活多樣,彩色豐富;易綜合顯示,減少儀表數(shù)量,精度高,壽命長,可靠性高。,3、頭盔顯示系統(tǒng),顯示圖象,外部景象,,,4、顯示系統(tǒng)發(fā)展趨勢,高清晰度,綜合體積小,重量輕,省電,可靠(彩色液晶);頭盔顯示器,頭部轉(zhuǎn)向各方均可見到信號;大屏幕全景顯示器,采用觸摸屏操作和語音指令控制。,SU30,F15,把飛行器從出發(fā)地引導(dǎo)到目的地的過程稱為導(dǎo)航。,導(dǎo)航參數(shù)有位置、方向、速度、高度和航跡等。,導(dǎo)航方式有無線電導(dǎo)航,衛(wèi)星導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、圖象匹配導(dǎo)航、天文導(dǎo)航以及它們的組合。,42飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)P205,分類測向無線電導(dǎo)航、測距無線電導(dǎo)航、測距差無線電導(dǎo)航和測速無線電導(dǎo)航。,◆特點由于受氣候條件限制較少,作用距離遠,精度高,設(shè)備簡單可靠,得到廣泛應(yīng)用。,◆原理借助于無線電波的發(fā)射和接收,測定飛行器相對于導(dǎo)航臺的方位、距離等參數(shù),以確定飛行器的位置、速度、航跡等導(dǎo)航參數(shù)。,421無線電導(dǎo)航,B,B,A,A,A,A,B,B,C,來自導(dǎo)航臺,1、測向無線電導(dǎo)航,◆自動測向器(ADF),測量無線電波來向與飛行器縱軸線的夾角。,中長波150KHZ2MHZ作用距離約300KM,(2)全向信標系統(tǒng)(VOR)P206,為飛行器提供以導(dǎo)航臺北向子午線為基準的方位角。,甚高頻,108118MHZ,當飛行器有足夠高度時,作用距離可達480KM。,基準相位信號可變相位信號,西,北,東,南,V,V,V,V,R,R,R,R,V基準相位信號,R可變相位信號,2、測距無線電導(dǎo)航,(1)DME測距機飛行器發(fā)出詢問脈沖,導(dǎo)航臺接到后發(fā)出應(yīng)答脈沖,飛行器測量發(fā)出詢問脈沖與收到應(yīng)答脈沖的時間差,計算出飛行器與導(dǎo)航臺間的距離。結(jié)合飛行高度可得到飛行器與導(dǎo)航臺間的水平距離。,如果將應(yīng)答脈沖調(diào)制,其相位同VOR可變相位信號,則可同時完成測距和測向(“塔康”系統(tǒng))。,3、測距差無線電導(dǎo)航,A,C,B,為飛行器提供經(jīng)緯度位置。,甚低頻,10KHZ14KHZ,作用距離約1000KM以上。,慣性導(dǎo)航是通過安裝在飛行器上的加速度計測量飛行器的加速度經(jīng)運算處理而獲得飛行器當時的速度和位置的方法進行導(dǎo)航的。由于不依賴外界信息,所以是完全自主導(dǎo)航。,由于測量誤差隨時間積累,要求制造精度高,或加其它方法修正。,422慣性導(dǎo)航系統(tǒng)P208,平臺式慣導(dǎo)X,Y兩個加速度計安裝在陀螺平臺上。優(yōu)點是陀螺平臺不受飛機姿態(tài)的影響。,捷聯(lián)式慣導(dǎo)在飛機不同部位上安裝多個加速度計,測量軸與機體軸一致,對測量的參數(shù)進行姿態(tài)修正后經(jīng)計算得出導(dǎo)航參數(shù)。,1、組成地面站、衛(wèi)星系統(tǒng)和飛行器上的接收機。,423衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)P211,美國衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)GPS俄羅斯全球?qū)Ш叫l(wèi)星網(wǎng)GLONASS歐洲空間局“伽利略”導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)中國“北斗”導(dǎo)航定位衛(wèi)星系統(tǒng),2、導(dǎo)航原理,以GPS為例,從原理看,衛(wèi)星向地面發(fā)射的信息有衛(wèi)星位置、時鐘、發(fā)射信息的時刻等高頻信息。,工作頻率22002300MHZ,覆蓋全球。,,,,,X,Y,Z,Z,Y,X,RI,SIXI,YI,ZI,地心,◆衛(wèi)星導(dǎo)航原理,◆原圖,事先通過各種手段(大地測量、航空攝影、衛(wèi)星攝影等)獲得的地表三維特征數(shù)字化地圖。,◆實時圖,飛行器飛躍原圖區(qū)域時,通過探測設(shè)備(無線電高度表、攝像設(shè)備等)取得的實際地表特征圖象。,424圖象匹配導(dǎo)航系統(tǒng)P213,1、導(dǎo)航原理,將實時圖與預(yù)先存儲的原圖進行比較,由此確定飛行器實際位置與要求位置的偏差而對飛行器導(dǎo)航。,2、數(shù)字地圖,將地形輪廓轉(zhuǎn)化為高程數(shù)值。每一格中的數(shù)字是格中高程的平均值,格的位置表示平面二維坐標。,3、地形匹配導(dǎo)航,以地形高度輪廓為匹配特征,是一維匹配。,以區(qū)域地形為匹配特征,是二維匹配。,4、景像匹配導(dǎo)航,,,,,,,,,,,,利用飛行控制系統(tǒng)來改善飛機的飛行特性或?qū)崿F(xiàn)非常規(guī)操縱功能。,地平儀,眼睛,大腦,駕駛桿,升降舵,人工給定基準,駕駛員,飛機姿態(tài),,,,,,,,,,,,,,,手,,1、機械和助力操縱系統(tǒng),43飛行器飛行控制系統(tǒng)218,傳動系統(tǒng),,431飛行器飛行操縱系統(tǒng),,,,,微型操縱桿,傳感器,電指令信號,舵機,,,,信號處理器,,舵面,,,,體積小,質(zhì)量輕;消除了機械操縱系統(tǒng)的間隙和彈性變形;易與其它電子設(shè)備交聯(lián),實現(xiàn)自動控制。,為提高可靠性和生存力大多采用多余度技術(shù),目前成本較高。,2、電傳操縱系統(tǒng),,,,敏感元件,,綜合放大裝置,,執(zhí)行機構(gòu),,舵面,,飛機姿態(tài),,,,,,,,,,,操縱裝置,,,,,人工指令,,,,自動駕駛儀,1、自動駕駛儀,敏感元件測量飛行的狀態(tài)參數(shù),綜合放大裝置參數(shù)的綜合放大和處理,執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出功率,按參數(shù)要求操縱舵面偏轉(zhuǎn),432飛行器自動控制系統(tǒng),2、著陸控制系統(tǒng)P220,,,,,,,,,,進近,,,,,下滑,平飛,飄落,滑跑,30M,,,,拉平,,(1)儀表著陸系統(tǒng),航向信標與跑道中心線相垂直的無線電方向航道信號,下滑信標與跑道成一定仰角的無線電下滑航道信號,指點信標提供至跑道端頭距離的地標位置信號,航向信標組成航向面,下滑信標組成下滑面,跑道,,,,,,,90HZ,150HZ,,,跑道,,航向臺,,,,,,,,,,,1公里,,,6441127公里,外指點信標,中指點信標,內(nèi)指點信標,,,,,以很窄的薄片形波束在一定范圍內(nèi)來回掃描,飛機通過兩次收到信號的時間間隔計算出自己的方位和仰角。,2微波著陸系統(tǒng),航向掃描,俯仰掃描,44其它機載設(shè)備,通過天線發(fā)射無線電波并接收被測物體的回波來確定標的位置和速度。,合成孔徑雷達和相控陣雷達。,441雷達設(shè)備,B,C,D,A,1、座艙環(huán)境控制系統(tǒng),2、飛行員個體防護系統(tǒng),443防護和救生系統(tǒng),座艙通風,溫度、氣壓、氧氣含量等控制,個體防護包括飛行服、抗過載服、氧氣面罩頭盔等設(shè)備。,3、彈射救生系統(tǒng),4、航天救生設(shè)備,
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