簡(jiǎn)介:電路理論基礎(chǔ),經(jīng)典電路理論形成于二十世紀(jì)初至60’S。經(jīng)典的時(shí)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(jì)算機(jī)革命而飛躍發(fā)展,特點(diǎn)是頻域與時(shí)域相結(jié)合,并產(chǎn)生了拓?fù)?、狀態(tài)、邏輯、開(kāi)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(mén)電技術(shù)基礎(chǔ)課,為學(xué)習(xí)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(shí);學(xué)習(xí)本課程還將有助于其他能力的培養(yǎng)(如嚴(yán)格的科學(xué)作風(fēng)、抽象的思維能力、實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)際電路的功能實(shí)現(xiàn)電能(力)的傳輸與分配;實(shí)現(xiàn)電信號(hào)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(duì)實(shí)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(gè)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(lái)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(shí)間內(nèi)通過(guò)元件的電荷的多少。電流的實(shí)際方向正電荷定向移動(dòng)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(dá)式,才能說(shuō)明電流的實(shí)際方向。電壓VOLTAGE電埸力移動(dòng)單位正電荷所作的功電壓的實(shí)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(dá)式,才能說(shuō)明電壓的實(shí)際方向。關(guān)聯(lián)方向?qū)δ骋欢坞娐坊蚰骋粋€(gè)元件來(lái)說(shuō),若其電壓的參考方向與電流的參考方向一致,即電流從標(biāo)以電壓“”極性的一端流入,從標(biāo)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(chǎng)力做功的速率,也稱瞬時(shí)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(shí)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(huì)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(shí)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(guò)原點(diǎn)的一條直線。,非線性電阻VAR特性為UI平面上的一條曲線。,時(shí)不變電阻電阻值與時(shí)間無(wú)關(guān),不隨時(shí)間的變化而變化。,,,時(shí)變電阻電阻值與時(shí)間有關(guān),隨時(shí)間的變化而變化。,線性時(shí)不變電阻是我們分析的重點(diǎn),簡(jiǎn)稱電阻,符號(hào)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(shí),URI,IGUVAR為過(guò)原點(diǎn)的一條直線。,R0有I無(wú)U→短路如開(kāi)關(guān)閉合時(shí)。,,R→∞有U無(wú)I→開(kāi)路如開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí);,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(duì)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(duì)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(shí),兩極板上留下等量異性電荷,在介質(zhì)中建立起電場(chǎng),并儲(chǔ)存有電場(chǎng)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(chǎng)及電場(chǎng)能量。故電容器是一種能夠儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的實(shí)際器件。,1、一般定義一個(gè)二端元件,如果在任一時(shí)刻T,其電荷QT與其端電壓UCT之間的關(guān)系庫(kù)伏關(guān)系QVR可以用UCQ平面上的一條曲線(稱為庫(kù)伏特性曲線)來(lái)確定,則此二端元件稱為電容元件。,我們主要研究非時(shí)變線性電容元件。其QVR為通過(guò)原點(diǎn)的一條直線,簡(jiǎn)稱“電容”,符號(hào)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(shí),I0(開(kāi)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(shí)刻T0電容上電壓為,則,C為記憶元件記憶I的所有歷史,當(dāng)|I|WCT1,C實(shí)際吸收電能,且全部轉(zhuǎn)變?yōu)殡妶?chǎng)能充電①UC0且DUC/DT0時(shí),有|UC|↑,且I0、Q0、|Q|↑(正向充電)②UC0且DUC/DT0、|Q|↓(正向放電)②UC0時(shí),有|UC|↓,且I0、Q0、|Q|↓(反向放電)亦即C為儲(chǔ)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(wú)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(shí)值及T2MS時(shí)的功率;4求WT與W2MS,2Q1MS,解1,三、電感元件INDUCTOR,1、一般定義一個(gè)二端元件,如果在任一時(shí)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(lái)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(chǎng)及磁場(chǎng)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(shí)變線性電感元件。其WAR為通過(guò)原點(diǎn)的一條直線,簡(jiǎn)稱“電感”,符號(hào)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(dòng)勢(shì)EL與IL取相同參考方向時(shí),,自感電壓UL的參考方向與EL取得相同這里UL–EL,L為動(dòng)態(tài)元件IL變化才有UL;IL不變DC時(shí)UL0對(duì)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(shí)刻T0電感上的電流,可見(jiàn)電感也為記憶元件記憶UL的所有歷史。同樣|UL|<∞時(shí)實(shí)際電路一般如此,ILT為連續(xù)變量,此時(shí)IL不能躍變;反之,若IL躍變,則會(huì)導(dǎo)致無(wú)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(shí)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(jiàn)①當(dāng)|IL|增加時(shí),WLT2>W(wǎng)LT1,L實(shí)際吸收電能,且全部轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌?chǎng)能;②當(dāng)|IL|減少時(shí),WLT2<WLT1,L將磁場(chǎng)能量釋放出來(lái)并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋R嗉碙為儲(chǔ)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(wú)源元件。,,線性元件RLC的比較,消耗電能,儲(chǔ)存電場(chǎng)能,儲(chǔ)存磁場(chǎng)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(hào),亦稱為信號(hào)源。,,電源激勵(lì)電路工作─激勵(lì)源;產(chǎn)生的電壓、電流─響應(yīng)。,電壓源電流源,,1、理想獨(dú)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(shí)刻T,其端電壓UT是與通過(guò)它的電流IT無(wú)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(dāng)USTUS≡常數(shù)時(shí),為直流電壓源或恒壓源,方波信號(hào)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(wú)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(shí),U→0≠US,與電壓?jiǎn)沃敌悦?這是理想化所致實(shí)際中RS及R均不可能為零;另一方面,R→0時(shí),IUS/R→∞,實(shí)際電源若無(wú)保護(hù)措施就會(huì)燒壞。,④電壓源的US0時(shí),其自身相當(dāng)于短路,⑤實(shí)際電源如蓄電池、干電池、發(fā)電機(jī)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(dú)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(shí)刻T,其電流IT是與其端電壓UT無(wú)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(dāng)ISTIS≡常數(shù)時(shí),為直流電流源或恒流源,2)理想電流源性質(zhì),①其通過(guò)的電流IST與它所接外電路無(wú)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(kāi)路R→∞時(shí),I→0≠IS,與電流連續(xù)性矛盾,這是理想化所致實(shí)際的IS含與之并聯(lián)的R;另一方面,R→∞時(shí),URIS→∞,實(shí)際電流源若無(wú)保護(hù)措施就會(huì)損壞。,④電流源的IS0時(shí),其自身相當(dāng)于開(kāi)路。,⑤實(shí)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(dú)立電源,在電路中起激勵(lì)的作用;為有源元件,五、受控源,受控源是非獨(dú)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(shí)間函數(shù),與其中的電流無(wú)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(shí)間函數(shù),與其端電壓無(wú)關(guān)。2、電流源的端電壓取決于外電路。,電路符號(hào),特例,直流電壓源,直流電流源,受控電源的分類比較,代號(hào),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(hào),控制量,U1,I1,I1,U1,被控量,I2,U2,I2,U2,被控支路關(guān)系,六、運(yùn)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(guò)集成工藝制成的,實(shí)際運(yùn)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(yùn)放的開(kāi)環(huán)增益,UOAUBAAUBUA,若計(jì)及運(yùn)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(yùn)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(wú)電流,相當(dāng)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(qiáng)制A、B兩點(diǎn)等電位,但無(wú)電流→虛短路,RO→0,使UO不受所接負(fù)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(guò)同一電流的分支,可以為一個(gè)二端元件或多個(gè)元件的組合。節(jié)點(diǎn)NOTE支路與支路的匯合點(diǎn),用加重的黑點(diǎn)表示,標(biāo)以字母或數(shù)字?;芈稬OOP由支路構(gòu)成的閉和路徑,回路中的節(jié)點(diǎn)只經(jīng)過(guò)一次。平面電路PLANARCIRCUIT可畫(huà)在一個(gè)平面上而沒(méi)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(duì)集總參數(shù)電路中的任意節(jié)點(diǎn),在任意時(shí)刻聯(lián)接于該節(jié)點(diǎn)所有支路電流的代數(shù)和為零。,,①代數(shù)和是對(duì)電流的參考方向而言,若取流入節(jié)點(diǎn)電流為正,則流出節(jié)點(diǎn)為負(fù)。電流本身的符號(hào)取決于電流的實(shí)際方向與參考方向是否一致。即KCL涉及雙重符號(hào)。,②集總電路中的任一節(jié)點(diǎn),在任一時(shí)刻按參考方向“流出”該節(jié)點(diǎn)的所有支路電流之和恒等于“流入”該節(jié)點(diǎn)的各支路電流之和。只涉及電流本身符號(hào)。,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(gè)節(jié)點(diǎn)的閉合面稱為廣義節(jié)點(diǎn),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(shí)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(duì)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(fù)。電壓本身的符號(hào)取決于電壓的實(shí)際方向與參考方向是否一致。即KVL涉及雙重符號(hào)。,②當(dāng)電路的回路中僅含R和US時(shí),列寫(xiě)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(wú)關(guān)或電壓的單值性。,④KVL應(yīng)用于“開(kāi)口回路”即某兩點(diǎn)A、B間的電壓,等于由A點(diǎn)沿電路中的某個(gè)路徑走到B點(diǎn)的各段電壓降的代數(shù)和。,元件約束即元件VAR,拓?fù)浼s束即KL,,它們是整個(gè)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(jiǎn)稱,KCL,KVL,定律內(nèi)容,在集總電路中,對(duì)于任何節(jié)點(diǎn),在任意時(shí)刻流出(或流入)該節(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和恒等于零。,在集總電路中,對(duì)于任何回路,在任意時(shí)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(shuō)明,可用于一個(gè)節(jié)點(diǎn),也可用于一個(gè)閉合面。,UK可以認(rèn)為是元件的電壓也可以是支路電壓。,物理實(shí)質(zhì),是電流連續(xù)性和電荷守恒的體現(xiàn),是電壓?jiǎn)沃敌缘捏w現(xiàn),
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簡(jiǎn)介:傳感器,儀表,顯示系統(tǒng),導(dǎo)航系統(tǒng),操縱、控制、雷達(dá)系統(tǒng)、救生系統(tǒng),電源及電氣設(shè)備。,第四章機(jī)載設(shè)備,使飛機(jī)構(gòu)成一個(gè)整體,以實(shí)現(xiàn)安全、可靠及時(shí)和精確地操縱飛行器。保障飛行器的各項(xiàng)功能、戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能的實(shí)現(xiàn)。代替飛行員進(jìn)行自動(dòng)飛行控制和狀態(tài)監(jiān)控。,P184,◆范圍,◆功用,載人飛行器測(cè)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(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)(發(fā)動(dòng)機(jī)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(zhǔn)系統(tǒng)參數(shù)(目標(biāo)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(guò)各種傳感器進(jìn)行測(cè)量。,411飛行器參數(shù)測(cè)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(hào)器,,,,,電磁脈沖法、光電法等。,5、迎角傳感器。,飛機(jī)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(yùn)動(dòng)參數(shù)飛行高度,速度和加速度,角運(yùn)動(dòng)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(cè)量P188,1、飛行高度的測(cè)量,◆高度分為四種絕對(duì)高度、相對(duì)高度、真實(shí)高度和標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度。,◆飛行狀態(tài)參數(shù)包括,◆因?yàn)楦叨扰c大氣壓力有固定的函數(shù)關(guān)系,可以通過(guò)測(cè)量大氣壓力間接地得到高度。也可以通無(wú)線電高度表測(cè)量。,,,,,,,,,標(biāo)準(zhǔn)氣壓平面,海平面,真實(shí)高度,絕對(duì)高度,相對(duì)高度,標(biāo)準(zhǔn)氣壓高度,,,,,,,,,,,,,,,,,依不同的基準(zhǔn)面,高度分為四種,靜壓,真空膜盒,指針,刻度盤(pán),放大裝置,氣壓式高度表示意圖,,,,,,,,,,外殼,,2、飛行速度的測(cè)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^(guò)壓力、加速度積分和雷達(dá)等方法測(cè)量。地速則需要知道大氣中風(fēng)的大小和方向才可與空速根據(jù)矢量計(jì)算出來(lái)。,氣壓式空速表原理圖,開(kāi)口膜盒,指針,刻度盤(pán),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(guò)測(cè)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(jì)算機(jī)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(jī)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(cè)量,靜止?fàn)顟B(tài),旋轉(zhuǎn)狀態(tài),進(jìn)動(dòng)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(cè)量俯仰角和滾轉(zhuǎn)角,2、磁羅盤(pán)利用地球磁場(chǎng)測(cè)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(jī)械儀表顯示,機(jī)械儀表顯示和電子綜合顯示,由指針,刻度盤(pán),機(jī)械計(jì)數(shù)器,標(biāo)記和圖形等組成。特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、清晰;能反映變化過(guò)程,精度低,壽命短,易受振動(dòng)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(cè)得的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電子顯示器的光電信號(hào)以顯示所需的信息,可以是數(shù)字式,符號(hào)、圖形及其組合形式。特點(diǎn)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(zhǎng),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(shì),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(jiàn)到信號(hào);大屏幕全景顯示器,采用觸摸屏操作和語(yǔ)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(guò)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(wú)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(cè)向無(wú)線電導(dǎo)航、測(cè)距無(wú)線電導(dǎo)航、測(cè)距差無(wú)線電導(dǎo)航和測(cè)速無(wú)線電導(dǎo)航。,◆特點(diǎn)由于受氣候條件限制較少,作用距離遠(yuǎn),精度高,設(shè)備簡(jiǎn)單可靠,得到廣泛應(yīng)用。,◆原理借助于無(wú)線電波的發(fā)射和接收,測(cè)定飛行器相對(duì)于導(dǎo)航臺(tái)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(wú)線電導(dǎo)航,B,B,A,A,A,A,B,B,C,來(lái)自導(dǎo)航臺(tái),1、測(cè)向無(wú)線電導(dǎo)航,◆自動(dòng)測(cè)向器(ADF),測(cè)量無(wú)線電波來(lái)向與飛行器縱軸線的夾角。,中長(zhǎng)波150KHZ2MHZ作用距離約300KM,(2)全向信標(biāo)系統(tǒng)(VOR)P206,為飛行器提供以導(dǎo)航臺(tái)北向子午線為基準(zhǔn)的方位角。,甚高頻,108118MHZ,當(dāng)飛行器有足夠高度時(shí),作用距離可達(dá)480KM。,基準(zhǔn)相位信號(hào)可變相位信號(hào),西,北,東,南,V,V,V,V,R,R,R,R,V基準(zhǔn)相位信號(hào),R可變相位信號(hào),2、測(cè)距無(wú)線電導(dǎo)航,(1)DME測(cè)距機(jī)飛行器發(fā)出詢問(wèn)脈沖,導(dǎo)航臺(tái)接到后發(fā)出應(yīng)答脈沖,飛行器測(cè)量發(fā)出詢問(wèn)脈沖與收到應(yīng)答脈沖的時(shí)間差,計(jì)算出飛行器與導(dǎo)航臺(tái)間的距離。結(jié)合飛行高度可得到飛行器與導(dǎo)航臺(tái)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(hào),則可同時(shí)完成測(cè)距和測(cè)向(“塔康”系統(tǒng))。,3、測(cè)距差無(wú)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(guò)安裝在飛行器上的加速度計(jì)測(cè)量飛行器的加速度經(jīng)運(yùn)算處理而獲得飛行器當(dāng)時(shí)的速度和位置的方法進(jìn)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(cè)量誤差隨時(shí)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(tái)式慣導(dǎo)X,Y兩個(gè)加速度計(jì)安裝在陀螺平臺(tái)上。優(yōu)點(diǎn)是陀螺平臺(tái)不受飛機(jī)姿態(tài)的影響。,捷聯(lián)式慣導(dǎo)在飛機(jī)不同部位上安裝多個(gè)加速度計(jì),測(cè)量軸與機(jī)體軸一致,對(duì)測(cè)量的參數(shù)進(jìn)行姿態(tài)修正后經(jīng)計(jì)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(jī)。,423衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)P211,美國(guó)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(guó)“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(shí)鐘、發(fā)射信息的時(shí)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(guò)各種手段(大地測(cè)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(shí)時(shí)圖,飛行器飛躍原圖區(qū)域時(shí),通過(guò)探測(cè)設(shè)備(無(wú)線電高度表、攝像設(shè)備等)取得的實(shí)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(shí)時(shí)圖與預(yù)先存儲(chǔ)的原圖進(jìn)行比較,由此確定飛行器實(shí)際位置與要求位置的偏差而對(duì)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(biāo)。,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(lái)改善飛機(jī)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(zhǔn),駕駛員,飛機(jī)姿態(tài),,,,,,,,,,,,,,,手,,1、機(jī)械和助力操縱系統(tǒng),43飛行器飛行控制系統(tǒng)218,傳動(dòng)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(hào),舵機(jī),,,,信號(hào)處理器,,舵面,,,,體積小,質(zhì)量輕;消除了機(jī)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(jī)構(gòu),,舵面,,飛機(jī)姿態(tài),,,,,,,,,,,操縱裝置,,,,,人工指令,,,,自動(dòng)駕駛儀,1、自動(dòng)駕駛儀,敏感元件測(cè)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(jī)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(dòng)控制系統(tǒng),2、著陸控制系統(tǒng)P220,,,,,,,,,,進(jìn)近,,,,,下滑,平飛,飄落,滑跑,30M,,,,拉平,,(1)儀表著陸系統(tǒng),航向信標(biāo)與跑道中心線相垂直的無(wú)線電方向航道信號(hào),下滑信標(biāo)與跑道成一定仰角的無(wú)線電下滑航道信號(hào),指點(diǎn)信標(biāo)提供至跑道端頭距離的地標(biāo)位置信號(hào),航向信標(biāo)組成航向面,下滑信標(biāo)組成下滑面,跑道,,,,,,,90HZ,150HZ,,,跑道,,航向臺(tái),,,,,,,,,,,1公里,,,6441127公里,外指點(diǎn)信標(biāo),中指點(diǎn)信標(biāo),內(nèi)指點(diǎn)信標(biāo),,,,,以很窄的薄片形波束在一定范圍內(nèi)來(lái)回掃描,飛機(jī)通過(guò)兩次收到信號(hào)的時(shí)間間隔計(jì)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(jī)載設(shè)備,通過(guò)天線發(fā)射無(wú)線電波并接收被測(cè)物體的回波來(lái)確定標(biāo)的位置和速度。,合成孔徑雷達(dá)和相控陣?yán)走_(dá)。,441雷達(dá)設(shè)備,B,C,D,A,1、座艙環(huán)境控制系統(tǒng),2、飛行員個(gè)體防護(hù)系統(tǒng),443防護(hù)和救生系統(tǒng),座艙通風(fēng),溫度、氣壓、氧氣含量等控制,個(gè)體防護(hù)包括飛行服、抗過(guò)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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上傳時(shí)間:2024-01-07
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