《主动控制技术》PPT课件
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随机振动课件
在机械工程领域，随机振动分析还用 于研究机械设备的动态特性和稳定性 、振动噪声和疲劳寿命等。这些研究 有助于工程师更好地了解机械设备的 性能和安全性，并采取相应的措施来 提高机械设备的稳定性和可靠性。
06
随机振动的发展趋势与 展望
新材料的应用
高强度材料
随着新材料技术的不断发展，高强度、轻质材料在随机振动 领域的应用越来越广泛。这些材料能够提高结构的刚度和稳 定性，降低振动响应，从而提高结构的可靠性和安全性。
研究时变系统在随机激励下的响应特性， 包括时变系统的随机响应计算、自适应控 制和鲁棒稳定性等问题的分析。
02
随机振动分析方法
概率密度函数法
概率密度函数法是一种基于概率论的方法，用于描述随机振动信号的概率分布特性。
通过概率密度函数，可以计算随机振动信号的统计特性，如均值、方差、偏度、峰 度等。
该方法适用于分析具有复杂分布特性的随机振动信号，如非高斯、非线性、非平稳 等。
随机振动的应用领域
01
02
03
04
航空航天
飞机和航天器的起落架、机身 等部件在着陆和发射过程中的
振动。
交通运输
铁路、公路和地铁等交通工具 的减震和隔震设计，以及车辆 零部件的振动疲劳寿命分析。
土木工程
高层建筑、桥梁和隧道的抗震 设计，以及建筑结构的振动控
制。
机械工程
机械设备和精密仪器的振动隔 离和减振设计，以及振动测试
随机振动课件
目录
• 随机振动概述 • 随机振动分析方法 • 随机振动的影响因素 • 随机振动控制技术 • 随机振动在工程中的应用 • 随机振动的发展趋势与展望
01
随机振动概述
定义与特点
定义
PNF技术ppt演示课件
.
30
节律性稳定
• 交替的登场收缩对抗阻力,不存在有意识的
运动.
.
31
节律性稳定
(rhythmic stabilization) 可在关节活动范围的任何一 点进行 主动肌与拮抗肌相互交替收 缩的一种训练方法 肌肉收缩形式是等长收缩 可在不改变关节活动范围的 情况下，增加双侧肌群的肌 力，提高关节的稳定 增加关节及周围的血液循环 运动后获得放松
放松技术relaxation?保持放松holdrelax使肢体至运动范围的极限端点要病者做主动肌的等长抗阻收缩6610逐渐放松不要改变方向335再进行主动肌的收缩?收缩放松constractrelax先做拮抗肌的等张收缩然后由治疗师进行主动肌的被动运动反复多次后再做主动肌的等张性收缩获得肌肉放松在无痛范围内可增加rom牵拉僵硬的肌肉和肌腱适用于关节周围肌肉痉挛的患者39
. 23
重复收缩
（repeatal contraction)
理论： 在CNS传导通路上进行反复刺 激，可使神经冲动传导变得容 易。反复牵拉 主动肌，增加 其等张收缩的能力，以达到提 高主动肌肌力的目的，是强化 主动肌肌力的一种技术 另请注意： 肌力达5级，不可说其肌力功 能正常。因为肌力功能包括外 形、耐力、爆发力、协调收缩 性、收缩的技巧以及速度等。
.
26
拮抗肌逆转
• 动态反转 • 稳定性反转 • 节律性稳定
.
27
动态反转
• 主动运动从一个方向转变到其想法的方向,
部伴有停顿或放松.在正常生活中我们常见 到这种类型的肌肉活动:扔一个球,蹬自行车, 步行等.
.
28
拮抗肌逆向运动(reversal of antagonists)
《振动力学基础》课件
非耦合振动
各自由度之间相互独立，可分别进行分析。
固有频率和主振型
多自由度系统具有多个固有频率和相应的主振型 。
连续系统的振动
分布参数系统
描述长弦、长杆等连续介质的振动，需要考虑空间位 置的变化。
集中参数系统
将连续介质离散化，用弹簧、质量等元件模拟，适用 于简单模型。
波的传播
连续系统中振动能量的传播形式，如声波、地震波等 。
线性振动和非线性振动
线性振动
满足叠加原理，各激励之间互不影响，系统响应与激励成正比。
非线性振动
不满足叠加原理，激励之间存在相互作用，系统响应与激励不成正 比。
周期性振动和非周期性振动
根据振动是否具有周期性进行分类。
CHAPTER 03
振动分析方法
频域分析法
01
频域分析法是一种通过将时间域的振动问题转换为频率域的振动问题 ，从而利用频率特性来分析振动的方法。
CHAPTER 02
振动的基本原理
单自由度系统的振动
自由振动
无外力作用下的振动，系统具有固有频率和固有振型。
强迫振动
在外力作用下产生的振动，其频率与外力频率相同或相近。
阻尼振动
由于系统内部摩擦或外部阻尼作用导致的振动，能量逐渐耗散。
多自由度系统的振动
耦合振动
多个自由度之间相互影响，振动频率和振型较为 复杂。
汽车悬挂系统和路面激励会导致车内振动，影响乘客舒适性。
船舶与海洋工程
船舶和海洋结构的振动会影响其性能和安全性，需要进行有效的振 动控制。
建筑领域
结构健康监测
对建筑物和桥梁等大型结构进行振动监测，可以评估其健康状况和 安全性。
地震工程
地震引起的振动对建筑结构的影响非常大，需要进行抗震设计和分 析。
各自由度之间相互独立，可分别进行分析。
固有频率和主振型
多自由度系统具有多个固有频率和相应的主振型 。
连续系统的振动
分布参数系统
描述长弦、长杆等连续介质的振动，需要考虑空间位 置的变化。
集中参数系统
将连续介质离散化，用弹簧、质量等元件模拟，适用 于简单模型。
波的传播
连续系统中振动能量的传播形式，如声波、地震波等 。
线性振动和非线性振动
线性振动
满足叠加原理，各激励之间互不影响，系统响应与激励成正比。
非线性振动
不满足叠加原理，激励之间存在相互作用，系统响应与激励不成正 比。
周期性振动和非周期性振动
根据振动是否具有周期性进行分类。
CHAPTER 03
振动分析方法
频域分析法
01
频域分析法是一种通过将时间域的振动问题转换为频率域的振动问题 ，从而利用频率特性来分析振动的方法。
CHAPTER 02
振动的基本原理
单自由度系统的振动
自由振动
无外力作用下的振动，系统具有固有频率和固有振型。
强迫振动
在外力作用下产生的振动，其频率与外力频率相同或相近。
阻尼振动
由于系统内部摩擦或外部阻尼作用导致的振动，能量逐渐耗散。
多自由度系统的振动
耦合振动
多个自由度之间相互影响，振动频率和振型较为 复杂。
汽车悬挂系统和路面激励会导致车内振动，影响乘客舒适性。
船舶与海洋工程
船舶和海洋结构的振动会影响其性能和安全性，需要进行有效的振 动控制。
建筑领域
结构健康监测
对建筑物和桥梁等大型结构进行振动监测，可以评估其健康状况和 安全性。
地震工程
地震引起的振动对建筑结构的影响非常大，需要进行抗震设计和分 析。
主动配电网供电质量控制(PPT54页)
现代电网的可靠性已达到很高的水平
99.999619
99.99994673
99.998
100
99.995
99.99 99.985
99.982
99.98
99.975
2011年北京
2009年东京
2007年巴黎 2011年新加坡
2011年北京电网系统平均停电时间为1.58小时，供电可靠率为99.982%, ； 2011年新加坡电网停电时间为0.28分钟，供电可靠性指标已达到99.99994673%； 2009年日本东京电网停电时间为2分钟，供电可靠性指标已达到99.999619%； 2007年法国巴黎电网停电时间为10分钟，供电可靠性指标已达到99.998%。
背景与意义
严格 负荷
特别 敏感 负荷
敏感 负荷
一般 敏感 负荷
0
20ms
1s 3s
1min 停电持续时间
面临 问题
故障检测速度不足 普通断路器动作速度有限 切换过程中残压支撑缺乏保障
4
背景与意义
电压暂降与短时中断的危害
据Leonardo Energy（电力文献网站）对欧洲8个国家的电能质量调
查，在工业等领域，电能质量每年大概造成损失超过 150 亿英镑，而
其中60%的损失是由于电压暂降或短时停电（short interruption）引 起的
2008.5.3下午4时35分，韩国丽水国家产业园区内五家大型石油化工厂
8
主动配电网对供电质量新需求——背景与意义
பைடு நூலகம்
大量的分布式电源接入对电 网供电质量提出高要求
应对量大面广的迫切需求 可以提出接入新标准和新要求 主动配电网即插即用、友好接入 需要经济的系统级解决方案
《过程控制》课件
感谢观看
THANKS
通过精确控制冶金过程中的各种参数，实现 高效、低耗、高质量的冶金生产。
详细描述
在冶金过程中，自动化控制系统通过对熔炼 、连铸、轧制等环节的温度、压力、流量、 成分等参数的监测和调节，实现高效、低耗 、高质量的生产。这有助于提高冶金产品的 质量和降低生产成本。
电力过程控制实例
总结词
通过自动化技术实现对电力生产过程的控制 ，确保电力供应的稳定和安全。
工业4.0与过程控制的融合发展
总结词
工业4.0强调的是数字化、智能化和互联化，与过程控制技术的融合将推动工业生产的进一步升级。
详细描述
工业4.0通过物联网、边缘计算等技术，实现设备间的互联互通和数据共享，为过程控制提供了更广阔的应用场 景。同时，工业4.0也促进了生产过程的自动化和智能化，提高了生产效率和产品质量。
工业网络与安全问题挑战
工业网络安全挑战
随着工业自动化和信息化的发展，工业控制系统越来 越多地通过网络进行数据交换和远程控制，这使得工 业控制系统面临网络安全威胁和攻击的挑战。
数据安全挑战
工业控制系统中的数据涉及到企业的核心机密和生产 安全，一旦泄露或被篡改，将给企业带来巨大的经济 损失和安全风险。
要点二
稳定性挑战
在某些情况下，控制系统可能受到外部干扰或内部参数变 化的影响，导致系统稳定性下降，甚至出现振荡或发散。
复杂过程与非线性系统挑战
复杂过程挑战
许多实际的过程控制系统具有非线性、时变、不确定性 和耦合等特性，这使得对系统的建模和战
非线性系统在控制过程中表现出复杂的动态行为，如跳 跃、分岔和混沌等，这使得传统的线性控制方法难以应 对。
化工过程控制实例
总结词
《单自由度系的振动》课件
应用领域
主动控制技术广泛应用于航空航天、机械制造、土木工程等领域， 以减小或消除结构的振动。
优势与局限性
主动控制技术的优点在于能够快速响应并有效抑制振动，但需要外部 能源和复杂的控制系统，增加了系统的复杂性和成本。
被动控制技术
被动控制技术定义
被动控制技术是利用阻尼材料或结构来吸收或耗散振动能量的方 法。
弹性力学模型
描述弹性体的振动特性，适用于弹性体的振动。
振动分析的数值方法
有限元法
将系统离散化为有限个单元，求解每个单元的振动响应。
时域法
在时间域内直接求解系统的振动响应。
频域法
将系统振动问题转化为频率域内的问题，求解系统的振动特性。
04
单自由度系统的振动控 制
主动控制技术
主动控制技术定义
主动控制技术是一种通过向系统提供反向振动来抵消原始振动的方 法。
03
单自由度系统的振动分 析
振动分析的基本方法
解析法
通过数学公式推导，求解系统的振动特性。
实验法
通过实验测量系统的振动响应，分析其特性 。
数值法
利用数值计算方法，求解系统的振动响应。
振动分析的数学模型
线性模型
描述线性系统的振动特性，适用于小振幅振动。
非线性模型
描述非线性系统的振动特性，适用于大振幅振动 。
总结词
在机械系统中，振动控制是提高设备稳定性和延长使用寿命 的关键。
详细描述
机械系统中的许多设备，如发动机、压缩机、机床等，都容 易受到振动的影响。通过采用适当的控制策略，如主动或被 动隔振、阻尼减振等，可以有效减小振动对设备性能的影响 ，提高设备的稳定性和可靠性。
建筑结构中的振动控制
主动控制技术广泛应用于航空航天、机械制造、土木工程等领域， 以减小或消除结构的振动。
优势与局限性
主动控制技术的优点在于能够快速响应并有效抑制振动，但需要外部 能源和复杂的控制系统，增加了系统的复杂性和成本。
被动控制技术
被动控制技术定义
被动控制技术是利用阻尼材料或结构来吸收或耗散振动能量的方 法。
弹性力学模型
描述弹性体的振动特性，适用于弹性体的振动。
振动分析的数值方法
有限元法
将系统离散化为有限个单元，求解每个单元的振动响应。
时域法
在时间域内直接求解系统的振动响应。
频域法
将系统振动问题转化为频率域内的问题，求解系统的振动特性。
04
单自由度系统的振动控 制
主动控制技术
主动控制技术定义
主动控制技术是一种通过向系统提供反向振动来抵消原始振动的方 法。
03
单自由度系统的振动分 析
振动分析的基本方法
解析法
通过数学公式推导，求解系统的振动特性。
实验法
通过实验测量系统的振动响应，分析其特性 。
数值法
利用数值计算方法，求解系统的振动响应。
振动分析的数学模型
线性模型
描述线性系统的振动特性，适用于小振幅振动。
非线性模型
描述非线性系统的振动特性，适用于大振幅振动 。
总结词
在机械系统中，振动控制是提高设备稳定性和延长使用寿命 的关键。
详细描述
机械系统中的许多设备，如发动机、压缩机、机床等，都容 易受到振动的影响。通过采用适当的控制策略，如主动或被 动隔振、阻尼减振等，可以有效减小振动对设备性能的影响 ，提高设备的稳定性和可靠性。
建筑结构中的振动控制
《主动控制技术》PPT课件
军标规定： Lu Lw Lv 762m u w v ，具体数值由图形曲线给出。
模型为高阶无理分式函数，不便加于线 性仿真中进行研究。由于该模型频谱斜率 较高，更适合于与飞机结构模态有关的飞 行品质研究。
Dryden模型和Von Karman模型的比较
在给定的紊流强度和紊流尺度下，比较两 个模型的纵向频谱函数可见：在低频范围 内，两者几乎重合，而在高频范围内显示 出差别，特别是斜率的差别。
飞机在阵风中飞行时，过载增量与飞行速度 V、翼载P以及升力系数 CL 有关，同时也与垂直 阵风速度 VW 0 成正比.
阵风还会引起飞机结构模态振动，尤其对于பைடு நூலகம்机身细长而挠性较大的高速飞机影响更为严重。 不仅使乘员感到不舒服，甚至会影响驾驶员完成 任务的能力。
一般，垂直过载超过0.2g时，仪表判读就很 困难，而在超过0.5g并持续几分钟时，驾驶员由 于担心飞机要出事故，便会改变飞机的高度、速 度。横向振动过载的允许值为垂直过载的1/2。
前置滤波器：实际上是一个迟后——超前低通
滤波器网络，又称为驾驶指令模型（或指令成 形滤波器），其传递函数通常为（T1s+1） /(T2S+1) ，其中T2>T1。该滤波器的主要作用 是滤除杆力的猛烈冲动和高频噪声，并使指令
变得柔和平滑；另一方面该网络的超前作用又
可补偿系统中后续环节（如舵机、助力器）中 的相位迟后，改善系统的飞行品质。
这种机动方式可以消除在跟踪地面目标 过程中，为修正航向偏差和瞄准偏差而出 现的横滚摇摆现象，对地投弹时能显著提 高飞行员瞄准目标的能力。在攻击空中目 标时，可提高飞机的反应速度和改善瞄准 精度。
直接侧力控制
直接侧力控制
2、机身偏航指向
要求在不改变航迹角 的情况下改变
模型为高阶无理分式函数，不便加于线 性仿真中进行研究。由于该模型频谱斜率 较高，更适合于与飞机结构模态有关的飞 行品质研究。
Dryden模型和Von Karman模型的比较
在给定的紊流强度和紊流尺度下，比较两 个模型的纵向频谱函数可见：在低频范围 内，两者几乎重合，而在高频范围内显示 出差别，特别是斜率的差别。
飞机在阵风中飞行时，过载增量与飞行速度 V、翼载P以及升力系数 CL 有关，同时也与垂直 阵风速度 VW 0 成正比.
阵风还会引起飞机结构模态振动，尤其对于பைடு நூலகம்机身细长而挠性较大的高速飞机影响更为严重。 不仅使乘员感到不舒服，甚至会影响驾驶员完成 任务的能力。
一般，垂直过载超过0.2g时，仪表判读就很 困难，而在超过0.5g并持续几分钟时，驾驶员由 于担心飞机要出事故，便会改变飞机的高度、速 度。横向振动过载的允许值为垂直过载的1/2。
前置滤波器：实际上是一个迟后——超前低通
滤波器网络，又称为驾驶指令模型（或指令成 形滤波器），其传递函数通常为（T1s+1） /(T2S+1) ，其中T2>T1。该滤波器的主要作用 是滤除杆力的猛烈冲动和高频噪声，并使指令
变得柔和平滑；另一方面该网络的超前作用又
可补偿系统中后续环节（如舵机、助力器）中 的相位迟后，改善系统的飞行品质。
这种机动方式可以消除在跟踪地面目标 过程中，为修正航向偏差和瞄准偏差而出 现的横滚摇摆现象，对地投弹时能显著提 高飞行员瞄准目标的能力。在攻击空中目 标时，可提高飞机的反应速度和改善瞄准 精度。
直接侧力控制
直接侧力控制
2、机身偏航指向
要求在不改变航迹角 的情况下改变
《Bobath技术完整版》PPT课件
放松，轻度屈曲膝关节，避免骨盆上提，然后 将患侧下肢向前方迈出 ③髋内收、膝屈曲动作训练：患者健侧站位， 患肢位于健肢后方，将患膝靠近健膝，练习髋 内收、膝屈曲动作
h
68
患侧下肢迈站步立训和练 行走训练3
④迈步前训练：托住患侧足趾使其伸展，将 踝关节控制在背屈、外翻位，让患者将足 部抬离地面，缓慢着地
进行练习。
h
57
上肢训练 1
侧卧位→仰卧位的训 练
下肢呈屈曲位，患侧 肩部和上肢前伸对抗 阻力引发身体向后转 动，变成仰卧位。
活动患侧肩胛带
患者采用仰卧位或健 侧卧位，治疗师可进 行肩胛骨被动向下、 上、前方的活动，避 免向后方的运动。
h
58
上肢训练2
伸展患侧躯干的训练
伸肘训练
患者仰卧位，患侧上肢高 举过头，治疗师一只手持
曲、伸展模式。
2021/1/13
h
22
关键点的控制3
肩胛及上肢关键点的 控制
肩胛带向前伸则全身 屈曲占优势
肩胛带处于回缩位， 全身伸展模式占优势
2021/1/13
h
23
关键点的控制4
下肢及骨盆关键点的控制 坐位骨盆后仰时，上半身屈曲位占优势，下肢
伸展位占优势 骨盆前倾坐位时上半身伸展占优势，下半身屈
h
37
治疗性活动 1
四肢或躯干负重
h
38
治疗性活动2
给予合适的支撑
h
39
治疗性活动3
鼓励中线位活动 促使患儿伸手并抓住物体是治疗手足徐动
型脑瘫的另一个基本要素
h
40
小儿脑性瘫痪的治疗3
共济失调型 肌张力低下和协调性差是共济失调患儿的
基本表现。如穿衣服或用勺子吃饭时， 握不住勺子及身体摔倒等
h
68
患侧下肢迈站步立训和练 行走训练3
④迈步前训练：托住患侧足趾使其伸展，将 踝关节控制在背屈、外翻位，让患者将足 部抬离地面，缓慢着地
进行练习。
h
57
上肢训练 1
侧卧位→仰卧位的训 练
下肢呈屈曲位，患侧 肩部和上肢前伸对抗 阻力引发身体向后转 动，变成仰卧位。
活动患侧肩胛带
患者采用仰卧位或健 侧卧位，治疗师可进 行肩胛骨被动向下、 上、前方的活动，避 免向后方的运动。
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上肢训练2
伸展患侧躯干的训练
伸肘训练
患者仰卧位，患侧上肢高 举过头，治疗师一只手持
曲、伸展模式。
2021/1/13
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关键点的控制3
肩胛及上肢关键点的 控制
肩胛带向前伸则全身 屈曲占优势
肩胛带处于回缩位， 全身伸展模式占优势
2021/1/13
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23
关键点的控制4
下肢及骨盆关键点的控制 坐位骨盆后仰时，上半身屈曲位占优势，下肢
伸展位占优势 骨盆前倾坐位时上半身伸展占优势，下半身屈
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37
治疗性活动 1
四肢或躯干负重
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38
治疗性活动2
给予合适的支撑
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39
治疗性活动3
鼓励中线位活动 促使患儿伸手并抓住物体是治疗手足徐动
型脑瘫的另一个基本要素
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40
小儿脑性瘫痪的治疗3
共济失调型 肌张力低下和协调性差是共济失调患儿的
基本表现。如穿衣服或用勺子吃饭时， 握不住勺子及身体摔倒等
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考虑到飞机的边界限制是飞机飞行条件 的函数，边界限制系统的参数应随高度、 空速及外部载荷而变化。
在常用的g指令响应型的电传系统中，对法 向过载边界限制的基本方法是，在杆力输 入的前馈通道中加入指令限幅器，如下图 所示：
整个控制律结构大致由下述几个功能模 块组成：
（1）俯仰指令模块，主要包括：
包线限制可分为以下几种
（1）与失去控制相对应的限制，如飞机的 迎角、侧滑角和空速的限制。
迎角超过最大升力迎角，将会引起飞机 的失速和尾旋，迎角过大还会引起横侧向 不稳定。对静不稳定的飞机，当最大平尾 偏度引起的低头力矩不足以抵消大迎角带 来的上仰力矩时，电传操纵便失去了静稳 定的补偿作用。
设计包线限制系统应区分下述两种包线的 差别：
（1）限制包线 允许飞行员在应急情况下，超过该包线
的边界，其后果可能发生某些永久性的变 形。
（2）极限包线 超过该包线边界将会引起飞机损失。
设计准则
就所有的驾驶指令而言，可达到的包线尽 可能宽而又不超过限制包线；
就某个特定和有意义的驾驶指令而言，可 达到的包线将尽可能宽而又不超过极限包 线。
M 'L M 'q ZL M 'q ZM M 'M
q
§4、边界控制系统
一、概述 边界控制系统（包线限制系统）是指对
飞机的一些重要状态变量的边界值（包线 ）实现限制的飞行控制系统。其目的是减 轻飞行员的工作负担，实现“无忧虑”操 纵，保证飞机安全和实现飞机的作战性能 。
q
Z M '
1 Mq
'
q
ZM M M
'
ZL M
M
L
'
L
（1）
要保持常值迎角运动，则要求（1）式的
, q 方程与q无关。为此，可在第1个方程
中引入控制U1 ：
U1 ZMM ZL L q
前置滤波器：实际上是一个迟后——超前低通
滤波器网络，又称为驾驶指令模型（或指令成 形滤波器），其传递函数通常为（T1s+1） /(T2S+1) ，其中T2>T1。该滤波器的主要作用 是滤除杆力的猛烈冲动和高频噪声，并使指令
这种机动方式可以消除在跟踪地面目标 过程中，为修正航向偏差和瞄准偏差而出 现的横滚摇摆现象，对地投弹时能显著提 高飞行员瞄准目标的能力。在攻击空中目 标时，可提高飞机的反应速度和改善瞄准 精度。
直接侧力控制
直接侧力控制
2、机身偏航指向
要求在不改变航迹角 的情况下改变
侧滑角，控制飞机的偏航姿态， 即 0, ，如图所示。此时要 求直接侧力点作用于侧向焦点处，但由于 飞机航向的随遇平衡特性，飞机不一定能 保持给定的航线，航线还需导航系统加以 修正。
机身偏航指向控制方式
偏航指向动力学
3、侧向平移控制方式
在不改变飞机航向的条件下，控制飞机 的侧向速度，即要求 0, ，如图 所示。此时要求直接侧力作用点位于侧向 焦点处，并实现航向角不变的控制。
侧向平移动力学关系
要建立右向的平移速度uy 时，驾驶员发出 指令信号 ya 使垂直鸭翼左偏 ，同时给出 方向舵协调信号 a / ya 使方向舵也向左偏 转，二者分别产生侧力和偏航力矩。两个 偏航力矩相互平衡，两个侧力则合成总侧 力是飞机产生向右的侧向加速度，并随之 产生侧滑角。由于侧滑角会产生静偏航稳 定力矩是飞机向右偏航，因此需接入航向 保持模态和倾斜保持模态，保持飞机水平 姿态向右平移。当由侧滑角产生的侧力与 直接侧力平衡，飞机就以恒定的侧向速度 做稳态平移。
侧滑角也应限制在允许的范围内，否则会 造成侧向过载过大。
对于飞机的空速，不能过高也不能过低 ，飞机速度不断提高，会引起飞机机翼的 弹性震荡模态阻尼降低，从而引起飞机的 伺服弹性颤振。飞行速度过小，将有可能 造成失速。
（2）与飞机结构应力过大相对应的限制， 主要为过载和滚转速率等参数的限制。
（3）与飞行员耐力相关的限制 ，如在定常 条件下，过载的大小限制，以及在瞬变条 件下，过载变化率的限制。
在第2个方程中引入控制U2 ：
U2 M 'M M M 'L L M q 'q
则（1）式变为
Z q M
因此
M
L
ZM M M
'
ZL ML
'
1
1 Mq
'
q
1 ZM M L 'ZLM 'M
杆指令整形：应按规范中的有关要求，实现所 要求的杆力梯度特性。
俯仰过载限制环节：由于该系统基本上是实现 杆指令对应稳态过载的“g” 指令响应形式， 所以为了限制高速飞行时的法向过载，通过引 入杆指令的饱和特性，达到限制法向过载的目 的；由于飞机对正负过载要求不同，所以饱和 特性的正负限幅值不同。
现代飞行控制系统（下）
xxx
课件： xxx
四、侧向直接力控制
1、单纯直接侧力（机翼水平转弯） 此时保持 0, ，或 r ，如图所
示。类似，这种机动要求直接侧力作用点 位于质心之前一小段距离，且使 x1 xFB xc.g. xMB 。在水平转弯时，由于航向与滚转的耦合 作用，为保持机翼水平，还பைடு நூலகம்适当控制副 翼。
侧向平移
侧向平移运动的响应过程很慢，通常需 要10s左右才能建立稳定的侧向速度。这种 机动方式用于空－空攻击及空－地攻击中 ，可以扩大攻击范围。一般偏航指向可使 机头左右侧滑5°，故只要目标处于航线左 右5°以内，即可进行攻击。
5、纵向解耦控制律设计
（1）单纯直接升力模态
为实现这种控制，必须实现迎角与俯仰 角速率之间的解耦。若令力矩操纵面偏角 以 M 表示，直接升力操纵面偏角以 L 表示，则纵向短周期方程可表示为
二、边界限制方案分析
早期，参数的边界限制采用告警方案， 由飞行员采取措施加以限制。
利用控制系统实现边界限制的基本方案 是，利用不同的手段控制飞机相应参数的 时间响应历程，使其在给定的边界范围内 。
常用的技术包含：
（1）使用飞行控制系统的前馈和反馈； （2）使用适当的非线性控制技术 （3）使用模型跟踪技术
在常用的g指令响应型的电传系统中，对法 向过载边界限制的基本方法是，在杆力输 入的前馈通道中加入指令限幅器，如下图 所示：
整个控制律结构大致由下述几个功能模 块组成：
（1）俯仰指令模块，主要包括：
包线限制可分为以下几种
（1）与失去控制相对应的限制，如飞机的 迎角、侧滑角和空速的限制。
迎角超过最大升力迎角，将会引起飞机 的失速和尾旋，迎角过大还会引起横侧向 不稳定。对静不稳定的飞机，当最大平尾 偏度引起的低头力矩不足以抵消大迎角带 来的上仰力矩时，电传操纵便失去了静稳 定的补偿作用。
设计包线限制系统应区分下述两种包线的 差别：
（1）限制包线 允许飞行员在应急情况下，超过该包线
的边界，其后果可能发生某些永久性的变 形。
（2）极限包线 超过该包线边界将会引起飞机损失。
设计准则
就所有的驾驶指令而言，可达到的包线尽 可能宽而又不超过限制包线；
就某个特定和有意义的驾驶指令而言，可 达到的包线将尽可能宽而又不超过极限包 线。
M 'L M 'q ZL M 'q ZM M 'M
q
§4、边界控制系统
一、概述 边界控制系统（包线限制系统）是指对
飞机的一些重要状态变量的边界值（包线 ）实现限制的飞行控制系统。其目的是减 轻飞行员的工作负担，实现“无忧虑”操 纵，保证飞机安全和实现飞机的作战性能 。
q
Z M '
1 Mq
'
q
ZM M M
'
ZL M
M
L
'
L
（1）
要保持常值迎角运动，则要求（1）式的
, q 方程与q无关。为此，可在第1个方程
中引入控制U1 ：
U1 ZMM ZL L q
前置滤波器：实际上是一个迟后——超前低通
滤波器网络，又称为驾驶指令模型（或指令成 形滤波器），其传递函数通常为（T1s+1） /(T2S+1) ，其中T2>T1。该滤波器的主要作用 是滤除杆力的猛烈冲动和高频噪声，并使指令
这种机动方式可以消除在跟踪地面目标 过程中，为修正航向偏差和瞄准偏差而出 现的横滚摇摆现象，对地投弹时能显著提 高飞行员瞄准目标的能力。在攻击空中目 标时，可提高飞机的反应速度和改善瞄准 精度。
直接侧力控制
直接侧力控制
2、机身偏航指向
要求在不改变航迹角 的情况下改变
侧滑角，控制飞机的偏航姿态， 即 0, ，如图所示。此时要 求直接侧力点作用于侧向焦点处，但由于 飞机航向的随遇平衡特性，飞机不一定能 保持给定的航线，航线还需导航系统加以 修正。
机身偏航指向控制方式
偏航指向动力学
3、侧向平移控制方式
在不改变飞机航向的条件下，控制飞机 的侧向速度，即要求 0, ，如图 所示。此时要求直接侧力作用点位于侧向 焦点处，并实现航向角不变的控制。
侧向平移动力学关系
要建立右向的平移速度uy 时，驾驶员发出 指令信号 ya 使垂直鸭翼左偏 ，同时给出 方向舵协调信号 a / ya 使方向舵也向左偏 转，二者分别产生侧力和偏航力矩。两个 偏航力矩相互平衡，两个侧力则合成总侧 力是飞机产生向右的侧向加速度，并随之 产生侧滑角。由于侧滑角会产生静偏航稳 定力矩是飞机向右偏航，因此需接入航向 保持模态和倾斜保持模态，保持飞机水平 姿态向右平移。当由侧滑角产生的侧力与 直接侧力平衡，飞机就以恒定的侧向速度 做稳态平移。
侧滑角也应限制在允许的范围内，否则会 造成侧向过载过大。
对于飞机的空速，不能过高也不能过低 ，飞机速度不断提高，会引起飞机机翼的 弹性震荡模态阻尼降低，从而引起飞机的 伺服弹性颤振。飞行速度过小，将有可能 造成失速。
（2）与飞机结构应力过大相对应的限制， 主要为过载和滚转速率等参数的限制。
（3）与飞行员耐力相关的限制 ，如在定常 条件下，过载的大小限制，以及在瞬变条 件下，过载变化率的限制。
在第2个方程中引入控制U2 ：
U2 M 'M M M 'L L M q 'q
则（1）式变为
Z q M
因此
M
L
ZM M M
'
ZL ML
'
1
1 Mq
'
q
1 ZM M L 'ZLM 'M
杆指令整形：应按规范中的有关要求，实现所 要求的杆力梯度特性。
俯仰过载限制环节：由于该系统基本上是实现 杆指令对应稳态过载的“g” 指令响应形式， 所以为了限制高速飞行时的法向过载，通过引 入杆指令的饱和特性，达到限制法向过载的目 的；由于飞机对正负过载要求不同，所以饱和 特性的正负限幅值不同。
现代飞行控制系统（下）
xxx
课件： xxx
四、侧向直接力控制
1、单纯直接侧力（机翼水平转弯） 此时保持 0, ，或 r ，如图所
示。类似，这种机动要求直接侧力作用点 位于质心之前一小段距离，且使 x1 xFB xc.g. xMB 。在水平转弯时，由于航向与滚转的耦合 作用，为保持机翼水平，还பைடு நூலகம்适当控制副 翼。
侧向平移
侧向平移运动的响应过程很慢，通常需 要10s左右才能建立稳定的侧向速度。这种 机动方式用于空－空攻击及空－地攻击中 ，可以扩大攻击范围。一般偏航指向可使 机头左右侧滑5°，故只要目标处于航线左 右5°以内，即可进行攻击。
5、纵向解耦控制律设计
（1）单纯直接升力模态
为实现这种控制，必须实现迎角与俯仰 角速率之间的解耦。若令力矩操纵面偏角 以 M 表示，直接升力操纵面偏角以 L 表示，则纵向短周期方程可表示为
二、边界限制方案分析
早期，参数的边界限制采用告警方案， 由飞行员采取措施加以限制。
利用控制系统实现边界限制的基本方案 是，利用不同的手段控制飞机相应参数的 时间响应历程，使其在给定的边界范围内 。
常用的技术包含：
（1）使用飞行控制系统的前馈和反馈； （2）使用适当的非线性控制技术 （3）使用模型跟踪技术