自动驾驶仪系统
小型无人机自动驾驶仪控制系统的研究
成 ，它的数据处理速度和系统响应速度难以满足高 状态控制单元（４）大气数据传感器单元。微处理器
精度 、高效 率控 制性 能 的需求 控 制 的核 心 ，既要 对相 应 的数
器 的设计 ，虽然 数据 处理 速度 和响 应速 度有 所提 高 ， 字信号处理 ，又要作到响应速度快。鉴于这两点选
第5章 自动驾驶仪系统《民航飞机自动飞行控制系统》
4.2 稳定回路
➢ 如果测量部件测量的是飞机的飞行姿态信息，则姿态测量部件和舵回路就构成了自动驾 驶仪；自动驾驶仪和被控对象（飞机）又构成了稳定回路。稳定回路的主要作用是稳定 和控制飞机的姿态角。
自动驾驶仪的稳定回路
4.3 控制回 路
➢ 稳定回路加上测量飞机重心位置信号的元件以及表征飞机空间位置几何关系的运动学环 节，就组成了控制飞机质心运动的回路，称为控制回路，或称制导回路。控制回路的功 用是控制飞机的轨迹和速度。
➢ 控制升降舵的回路，称为升降舵通道或俯仰 通道；控制副翼的回路，称为副翼通道或横 滚通道；控制方向舵的回路，称为方向舵通 道或航向通道。3 个通道既独立，又相互联 系，相互响应，共同完成对飞机的控制。
三通道自动驾驶仪的组成
3.1→3.3
测量装置
➢ 各种敏感元件，用于测量飞机的运动参数，反映飞机的实际状态，包括主测装置和辅助测量 装置。
➢ 为了实现同步，在自动驾
驶仪中需对应的两个监控
器来监控自动驾驶仪的性 能。分别是自动驾驶仪舵 机位置监控器和舵面位置
监控器。
自动驾驶仪的控制（制导）回路
第5节
自动驾驶仪的控制通道
5.1 副翼控制通 道
➢ 单通道自动驾驶仪只提 供横滚控制（ 绕纵轴的 控制），即只控制飞机 的副翼。
➢ 由于它们的局限性，这 些系统通常被称为 “Wings Leveler（机翼改 平器）”。
信号处理元件
➢ 信号处理元件亦称计算装置，其功用是把各种敏感元件的输出信号和从控制装置输入的给定 信号进行比较，处理为符合控制规律要求的信号。包括综合装置、微分器、积分器、限幅器 及滤波器等，同时还可兼顾机内检测（BIT），甚至故障检测与报警等任务。
飞机自动驾驶仪的分类
飞机自动驾驶仪的分类飞机自动驾驶仪是一种能够实现飞行任务的自动化设备。
根据其功能和应用领域的不同，可以将飞机自动驾驶仪分为以下几类。
一、导航自动驾驶仪导航自动驾驶仪是飞机上的一种重要设备，主要用于飞行导航和航迹控制。
它通过接收来自飞机导航系统的导航信号，实现对飞机飞行状态的监控和控制。
导航自动驾驶仪能够根据预设的航路和目标点，自动控制飞机的航向、航迹和高度，从而减轻飞行员的工作负担，提高飞行的安全性和准确性。
二、高度自动驾驶仪高度自动驾驶仪是一种用于控制飞机高度的自动驾驶设备。
它通过接收来自飞机高度测量系统的信息，实时监测飞机的高度，并根据预设的高度参数进行控制。
高度自动驾驶仪能够自动调整飞机的升降舵和推力，以保持飞机在预设的高度上稳定飞行。
这种自动控制系统可以有效地减轻飞行员的工作负担，提高飞行的安全性和舒适性。
三、速度自动驾驶仪速度自动驾驶仪是一种用于控制飞机速度的自动驾驶设备。
它通过接收来自飞机速度测量系统的信息，实时监测飞机的速度，并根据预设的速度参数进行控制。
速度自动驾驶仪能够自动调整飞机的推力和襟翼，以保持飞机在预设的速度上稳定飞行。
这种自动控制系统可以提高飞行的安全性和燃油效率，减少飞行员的工作负担。
四、仪表自动驾驶仪仪表自动驾驶仪是一种用于控制飞机仪表飞行的自动驾驶设备。
它通过接收来自飞机仪表系统的信息，实时监测飞机的姿态和航向，并根据预设的飞行参数进行控制。
仪表自动驾驶仪能够自动调整飞机的副翼和方向舵，以保持飞机在预设的航向和姿态上稳定飞行。
这种自动控制系统可以提高飞行的安全性和准确性，减轻飞行员的工作负担。
五、着陆自动驾驶仪着陆自动驾驶仪是一种用于控制飞机着陆的自动驾驶设备。
它通过接收来自飞机降落系统的信息，实时监测飞机的下滑角、速度和位置，并根据预设的着陆参数进行控制。
着陆自动驾驶仪能够自动调整飞机的推力、襟翼和起落架，以实现自动着陆。
这种自动控制系统可以提高飞行的安全性和准确性，减少飞行员在复杂天气条件下的操作难度。
A330自动驾驶仪工作原理及使用建议
A330自动驾驶仪工作原理及使用建议自动驾驶技术在现代民航业发挥着重要的作用。
作为广受欢迎且广泛应用的型号之一，A330飞机配备了先进的自动驾驶仪系统。
本文将介绍A330自动驾驶仪的工作原理，并提供一些建议以确保其有效运行。
一、A330自动驾驶仪的工作原理1. 传感器系统：A330自动驾驶仪依赖于多种传感器，包括红外线、气压、陀螺仪等。
这些传感器能够监测飞机的动态状态以及周围环境的变化，并向自动驾驶仪系统提供必要的数据。
2. 姿态控制系统：自动驾驶仪通过姿态控制系统来确保飞机在飞行过程中的平稳和稳定。
系统会根据传感器提供的数据来对飞机的姿态进行调整，以保持飞行的平顺和可控。
3. 导航系统：自动驾驶仪的导航系统可以通过全球定位系统（GPS）以及地面导航站提供的数据，帮助飞机准确地进行航线规划和飞行导航。
4. 指令输入：飞行员可以通过驾驶舱中的控制面板向自动驾驶仪发布指令。
这些指令可以包括飞行高度、速度以及航向等方面的要求。
自动驾驶仪会根据这些指令进行相应的操纵。
二、使用建议1. 确保使用前进行充分培训：飞行员应接受针对A330自动驾驶仪的专业培训，以了解系统的工作原理和操作流程。
熟悉系统的操作方法能够提高飞行员在实际飞行中正确地运用自动驾驶仪。
2. 严格遵守操作规程：在使用自动驾驶仪时，飞行员必须遵守相关的操作规程和标准程序。
遵守这些规程可以确保自动驾驶仪的安全、高效运行，并减少人为因素对飞行安全的影响。
3. 定期检查和维护：飞机的自动驾驶仪系统需要定期进行检查和维护，以确保其正常工作。
飞行员应定期检查系统的传感器和控制装置，并确保其功能正常。
4. 熟悉备用模式：在飞行中，如果自动驾驶仪系统出现故障或失效，飞行员必须能够迅速切换到备用模式，并采取相应的操作措施。
因此，飞行员需要熟悉备用模式下的飞行操纵方法。
5. 合理使用自动驾驶仪：虽然自动驾驶仪能够大幅度减轻飞行员的工作负担，但在某些特殊情况下，如恶劣天气或复杂的空中交通情况下，飞行员可能需要暂时关闭自动驾驶仪，以确保飞行的安全。
飞机自动驾驶系统
1.天气状况很好.能见度很好.基本静风.没有乱流(还要符合与前机的尾流间隔)2.飞机本身没有故障.符合自动驾驶落地要求3.地机场设备运转正常.航向道和下滑到工作稳定指示正常.能满足飞机自动进近落地需求4.期间机组需要严密监控.发现异常要立即断开自动驾驶转为人工操纵波音737系列飞机装有先进的数字飞行控制系统，从起飞后达到400英尺高度到着陆，整个飞行过程都可以自动驾驶，而且飞机会自动优选最佳的飞行航路。
这期间，自动驾驶仪有飞行管理计算机系统来控制。
飞行管理计算机系统里装有导航数据库和性能数据库，包括所有航线的计划航路，只要飞行员在起飞前输入所飞航线的相关参数，那么，从他按下自动驾驶仪按钮的那一刻起，飞机就会完全按照计划航线自动飞行，直到着陆。
一般情况下，机场都装有引导飞机着陆的仪表着陆系统，该系统利用无线电波在空中形成一条看不见得飞机下滑道。
当飞行管理计算机将飞机引导到下滑道时，自动驾驶仪通过接受无线电信号来控制飞机，使飞机沿下滑道自动着陆到跑道头，再由飞行员操纵飞机沿跑道滑跑。
在波音767、747-400和777飞机上，滑跑这一段也可以由飞机自动完成。
能稳定飞机的飞行状态，并能操纵飞机改变飞行状态的自动装置。
在有人驾驶的飞机上使用自动驾驶仪是为了减轻飞行员的负担，使飞机自动按给定的姿态、航向、高度和马赫数飞行。
它由敏感元件、计算装置、执行机构(舵机)和回零系统等组成，与飞机构成反馈回路。
敏感元件测出飞机某一时刻的实际飞行参数，经比较器与需要值比较，再输出修正信号；计算装置按调节规律算出相应的舵面偏转量；舵机操纵舵面到应处位置；回零系统使自动驾驶仪接通使飞机保持在接通前的基准状态。
自动驾驶仪从原理上可分为比例式和积分式两种。
前者的舵机输出量与被调参量的偏差成比例，其特点是结构简单，但有静态误差；后者的舵机输出量与被调参量的偏差积分成比例，其特点是没有静态误差，但结构复杂。
有的飞机上自动驾驶仪与人工飞行操纵系统二者能同时工作；有的飞机上则一个处于工作状态时另一个必须处于断开状态。
自动驾驶仪
自动驾驶仪一、自动驾驶仪的组成为了弄清自动驾驶仪的组成以及它是如何来代替驾驶员的问题。
我们先来看看驾驶员是如何操纵飞机的。
如果要求飞机作水平直线飞行,飞机必须有一起始的俯仰角(等于平飞时的迎角)来产生一定的升力与飞机的重力平衡.同时升降舵应向上偏转一定角度产生一定的操纵力矩与飞机的稳定力矩平衡.此时陀螺地平仪的指示小飞机应水平线位置,表明飞机作水平直线飞行.若某种干扰使飞机偏离起始姿态(如抬头△角),这时驾驶员从地平仪观察到此变化,于是他的大脑作出决定,前推驾驶杆,使升降舵下偏一个角,产生一低头力矩从而使飞机趋于水平驾驶员从地平仪中看到此变化,于是把驾驶杆逐渐回收到原来的平衡位置,升降舵也回到位置,这时飞机又作水平下线飞行.上述驾驶过程可用图8.20来表示。
由图可知,驾驶员与飞机组成了一个闭环系统,图中虚线框表示驾驶员。
若用自动驾驶仪来代替驾驶员上述驾驶过程的话,那么驾驶仪必须满足如下条件:1.它应能知道飞机偏离预定姿态角的情况,并按偏离方向,使舵面作相应的偏转.2.舵面偏转的大小与飞机偏离的大小应成一定的比例关系.即机头偏离大时,舵偏角也应大。
因此自动驾驶仪也应具有代替驾驶员眼、神经与肌肉、手或脚的一些装置.如起眼睛作用的敏感元件,起神经与肌肉作用的变换放大元件与起手起脚作用的执行元件。
如图8.21所示.由图可知,自动驾驶仪主要由敏感元件、变换放大元件与执行元件三大部分组成.1.敏感元件:有时也称为传感器,它是用来感受或测量飞机的姿态及飞行参数,并输出相应电信号的一些装置。
如测量飞机俯仰、倾斜与航向姿态的垂直陀螺仪放4量飞机绕机体轴转动角速度的速率陀螺仪此外还有大气数据传感器、高度差传感器与加速度计等敏感元件。
2.变换放大元件:从敏感元件输出的电信号一般都是很微弱的,为了使执行元件能够工作,并按一定规律工作,必须将信号加以放大与变换,使得足以推动执行元件,并按一定规律动作。
最常用的变换放大元件有电子放大器、磁放大器与液压放大器等。
自动驾驶仪的组成
自动驾驶仪的组成
自动驾驶仪已经成为汽车行业的一个热门话题。
它是一种能够让汽车自主驾驶的系统。
但是，自动驾驶仪并不是一个单独的组件，而是由多个部件组成的复杂系统。
这些部件包括：
1. 惯性导航系统：这是自动驾驶仪的关键组成部分。
惯性导航系统能够感知车辆的加速度、角速度和朝向等信息，从而实现车辆的精确定位。
2. 雷达：雷达是自动驾驶仪的另一个核心部件。
它能够探测车辆周围的物体，并根据物体的位置和速度等信息，判断车辆的行驶路线。
3. 摄像头：摄像头能够为自动驾驶仪提供更为详细的视觉信息。
它能够识别道路上的标志、路牌和交通信号等，为车辆提供更加智能的驾驶体验。
4. 激光雷达：激光雷达是自动驾驶仪的一种辅助部件。
它能够探测车辆周围的物体，并生成精确的三维地图，为车辆提供更为准确的导航信息。
5. 控制系统：控制系统是自动驾驶仪的核心部分。
它能够根据车辆周围的信息，判断车辆的驾驶状态，并控制车辆的加减速、转向等动作，实现自主驾驶。
总之，自动驾驶仪是由多个部件共同组成的复杂系统。
这些部件能够相互配合，实现车辆的自主驾驶，为人们的出行带来更加便利和安全的体验。
国内外比较好的几款飞控系统介绍和性能配置
国内外几款比较好的飞控产品（1）零度智控的YS09飞控套件主要参数：开发板硬件资源介绍电源芯片LM2596-5，允许输入7~20V电压，为电路板提供稳定5V；LM2677，为舵机、接收机提供6V电压，统一供电。
中央处理器CPU ATMEL公司的AT91RM9200，工业级，主频200MHZ。
外部动态存储器1片SDRAM，HY57V641620E。
FLASH 1片512K的DATAFLASH；可扩充32M的FLASH，RC28F320J3C-125。
串口4个全双工串口，包含1个DBG口。
调试及下载接口一个标准10芯JTAG口。
FPGA ALTERA公司的CYCLONE系列EP1C3T100。
LED指示灯两个贴片LED，可由程序及FPGA代码控制点亮与熄灭。
GPS模块UBLOX的LEA-4S，支持4HZ刷新率。
压力计集成IMU两个MS5534A气压传感器，数字SPI总线，精度0.1mba，可获得气压高度与空速。
Analog Devices公司新推出的3轴加速度计与3轴陀螺仪集成器件ADIS16355，IMU整体解决方案，消除正交误差。
电压转换芯片一片AD7998，8个独立通道，12位转换精度，TWI总线。
其它留有系统扩展接口，输出到舵机的信号全部由驱动芯片74LVC16245进行了隔离。
图13 YS09飞控正视图图14 YS09飞控后视图（2）北京普洛特无人飞行器科技有限公司的UP30/40飞控系统UP30性能参数：•集成3轴MEMS加速度计、速率陀螺，GPS，空速传感器，及更高精度的全数字气压高度计•供电范围扩展为4~26V，很多电动飞机的动力电可以直接给其供电•体积相对UP20更小巧，仅为40X100X12mm3，重量26g•外部接口和任务功能灵活且可以定制•可内置3轴电子罗盘，支持3轴云台控制•具备GPS/INS惯性导航功能，满足在丢星情况下返回起飞点•舵机扩展到10~24个，分别可以执行飞行控制和其他任务•支持国产低速通讯电台（最低波特率至1200bps），使得通讯距离更远、更可靠、误码率更低•2~6个10位AD，1路16位AD，充分满足任务数据采集需求•大气数据探测能力，可以观测大气温压湿，以及风向风速•具备UP20所具备的定时定距以及定点的航拍功能•具备2路转速监测，特别适合于双发动机的无人机、无人飞艇的转速监测•新的电气停车功能支持除了原来的磁电机发动机（如小松系列），还支持CDI点火的发动机（如3w等）•支持全自动伞降；可连接超声波高度传感器实现全自动的滑跑降落，只需要在地面站上指定降落点与方向以及左右盘旋，飞控自动推算下滑航线。
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自动驾驶仪系统2.1自动驾驶仪的功能自动驾驶仪的基本功能可列举如下：（1）自动保持三轴稳定，具体地说，及自动保持偏航角，俯仰角于某一希望角度，倾斜角保持为零进行直线飞行（平直飞行，爬高，下滑）。
（2）驾驶员可以通过旋钮或其他控制器给定任意航向或俯仰角，使飞机自动改变航向并稳定于该航向，或使飞机上仰或下俯并保持给定俯仰角。
（3）自动保持飞机进行定高飞行。
（4）驾驶员通过控制器操纵飞机自动爬高或俯冲，达到某一预定高度，然后保持这一预定高度。
上述所有基本功能都是指自动驾驶仪与飞机处于正常状态的控制功能。
辅助功能如下：（1）一旦自动驾驶仪的舵机处于卡死或无法操作的状态时，应允许驾驶员具有超控的能力。
（2）自动回零功能。
在投入自动驾驶仪之前，飞机本身处于平直飞行的配平状态，必须让自动驾驶仪的反馈信息与测量元件的总和信号回零，才能避免投入后形成误动作。
（3）B IT功能。
一种机内自检测功能，在自动驾驶仪的部件及系统中，可设置BIT检测信号，借以检查某部件或全系统工作是否正常。
这种检查可在自动驾驶仪投入前进行。
（4）M a数配平功能。
飞机在跨声速区，升降舵操纵特性有一个正梯度区，从而操纵特性不稳定，设立Ma数配平系统控制水平安定面，以改善其操纵特性。
2.2自动驾驶仪的分类自动驾驶仪最常用的分类方法是按控制律来区分。
所谓控制律通常是指自动驾驶仪输出的舵偏角与信号的静动态函数关系。
按这种分类方法，可分为比例式自动驾驶仪、积分式自动驾驶仪和均衡式反馈自动驾驶仪（比例加积分控制律的自动驾驶仪）三种。
其次也可以按自动驾驶仪三种主要部件（传感器，计算与放大元件以及舵机）的能源来分，这时可以分为气动式（早期应用过），气动液压式，电动式以及电动液压式。
如果按处理信号，实现控制律是采用连续信号，还是中间经过数字化再转换成为模拟信号来区分，可以分为模拟式与数字式两种。
2.2.1比例式自动驾驶仪以俯仰通道为例，升降舵偏角增量与飞机俯仰角偏差成比例的自动控制器称为比例式自动驾驶仪。
δ∆e=Lθ（θ∆ - θ∆g）（产生控制力矩）其工作原理是：设飞机处于等速水平直线飞行状态。
受某干扰后，出现俯仰角偏差Δθ=θ-θ0 （θ0为初始俯仰角，假设为零）。
垂直陀螺仪测出偏差角，输出与Δθ成比例的电压信号，假设外加控制信号为0，则经综合装置加到舵回路，舵回路的输出驱动升降舵偏转δ∆e ，产生的气动力矩使Δθ角逐渐减小。
适当选择参数Lθ，可保证时Δθ→0，δ∆e也→0 。
如果存在常值力矩干扰Mf，飞机稳定后必然存在一个δ∆e抵消Mf的影响，所以会产生一个姿态角静差。
由控制规律可以得到姿态角静差的大小为：θ∆-θ∆g=Mf/（Q0Sb∣Cmδ∆e∣Lθ）上式表明：有干扰力矩Mf，俯仰角增量Δθ与要求的控制增量Δθg不再一致，出现的误差(Δθ-Δθg)与干扰力矩Mf成正比，与传递系数Lθ成反比。
增大Lθ可减小这一误差。
一阶微分信号在比例式控制规律中的作用：（产生阻尼力矩）δ∆e=Lθ（θ∆-θ∆g）+Lθθ∆由上式可见：（1）仅增大Lθ：快速性好，系统震荡增强，减小系统的阻尼，系统稳定性变差，系统的稳态误差减小。
（2）仅增大Lθ：增大系统的阻尼，减弱系统震荡，系统快速性变差，系统的稳定性变好。
比例式自动驾驶仪：（1）当自动驾驶仪保持高度时，受到垂风干扰时，仅有姿态误差，没有高度误差；（2）受到常值力矩干扰时会有高度误差；（3）在速度（斜波）输入时有稳态误差。
2.2.2积分式自动驾驶仪去掉硬反馈，保留速度反馈，使舵的偏转角速度与俯仰角的偏差成正比，则系统工作在稳定状态时，舵偏角与俯仰角偏离值的积分成比例。
这种自动驾驶仪称为积分式自动驾驶仪。
是舵回路速度反馈造成这种积分关系，故也称速度反馈（软反馈）式自动驾驶仪。
积分式A/P的优点是：可消除静差。
δ∆e=Lθ∫(θ∆-θ∆g）dt+Lθ（θ∆-θ∆g）+ Lθθ∆第一项的作用：产生控制力矩消除稳态误差；第二项的作用：产生控制力矩纠正姿态偏差；第三项的作用：增大系统的阻尼。
另一种积分式A/P：比例式A/P+角偏差积分信号。
具有积分式控制规律的A/P工作在高度保持方式时：（1）在受到垂风干扰时只有姿态误差，无高度误差；（2）在受到常值力矩干扰时，无高度误差。
2.2.3均衡式反馈自动驾驶仪均衡式反馈是在引入舵机硬反馈的基础上再加一个非周期环节的正反馈。
其中时间常数Te很大，为几秒到几十秒。
在稳定与控制飞机角运动时，舵回路的动态过程时间仅零点几秒，舵回路中Te值大的非周期环节通路来不及产生明显的反馈作用，可认为是断开的（故又名延迟正反馈）。
整个系统仍工作在硬反馈式状态。
逐渐进入稳态后，该通路的正反馈量越来越大，最终等于硬反馈通路的负反馈量。
2.3自动驾驶仪的基本组成为了保证自动驾驶仪的正常工作，基本组成部件有如下三种：传感器，放大部件与舵机。
为了实现所要求的控制律，放大部件实现信号校正和综合。
在模拟式自动驾驶仪中，不可能进行十分复杂的计算。
发展成为数字式自动驾驶仪后，具有很强计算功能的计算机，允许实现更为完善的控制律，从而增加了一个计算机部件。
在这同时，伺服放大部件与舵机组合成为伺服作动系统。
由于计算机功能很强，除完成控制律的计算及按飞行状态调参外，同时还可兼顾机内检测，甚至故障检测与报警等任务。
因此，计算机成为当代数字式自动驾驶仪中十分重要的一个分系统。
此外，执行测量任务的传感器部件诸如高度差传感器，送出姿态信号的惯性陀螺平台，实际上也都是一些闭环系统。
由上可见，自动驾驶仪的基本组成部件为传感器，计算机，伺服放大器与舵机，发展成为传感器分系统，计算机分系统以及伺服作动分系统。
2.4自动驾驶仪的辅助分系统自动驾驶仪投入前的人工定中心发展成为自动回零分系统（自动定中心分系统也叫同步系统）；为了实现BIT功能还有BIT分系统，这可能有两种配置方案，如果BIT功能基本主计算机实现，则是被包含于其他分系统的小系统。
此外还有自动配平分系统和安全保障分系统。
除上述分系统外，还应有一个十分重要的部件就是操作台（或称为状态选择器，控制显示器）。
它是驾驶员与自动驾驶仪交换信息的主要手段。
通过它，驾驶员可以发出操纵指令，如爬高，下滑，给定航向，给定高度；自动驾驶仪给驾驶员提供飞行状态信息，故障报告等。
2.5自动驾驶仪的工作原理自动驾驶仪是一个典型的反馈控制系统，它代替驾驶员控制飞机的飞行。
假设要求飞机作水平直线飞行，驾驶员是如何控制飞机的呢？飞机受干扰（如阵风）偏离原姿态（例如飞机抬头），驾驶员用眼睛观察到仪表板上陀螺地平仪的变化，用大脑作出决定，通过神经系统传递到手臂，推动驾驶杆使升降舵向下偏转，产生相应的下俯力矩，飞机趋于水平。
驾驶员又从仪表上看到这一变化，逐渐把驾驶杆收回原位，当飞机回到原水平姿态时，驾驶杆和升降舵面也回原位。
以上过程示于图1-1图1-1从图1-1看出，这是一个反馈系统，及闭环系统。
图中虚线表示驾驶员，如果用自动驾驶仪代替驾驶员控制飞机飞行，自动驾驶仪必须包括与虚框内三个部分相应的装置，并与飞机组成一个闭环系统，如图1-2所示。
自动飞行的原理如下：飞机偏离原始状态，敏感元件感受到偏离方向和大小，并输出相应信号，经放大，计算处理，操纵执行机构（如舵机），使控制面（例如升降舵面）相应偏转。
由于整个系统是按负反馈原则连接的，其结果是使飞机趋向原始状态。
当飞机回到原始状态时，敏感元件输出信号为零，舵机以及与其相连的舵面也回原位，飞机重新按原始状态飞行。
由此可见，自动驾驶仪中的敏感元件，放大计算装置和执行机构可代替驾驶员的眼睛，大脑神经系统与肢体，自动地控制飞机的飞行。
这三部分时自动飞行控制系统的核心，即自动驾驶仪。
为改善多级的性能，通常执行机构引入内反馈（将舵机的输出反馈到输入端），形成随动系统（或称伺服回路），简称为舵回路。
舵回路是由舵机，放大器及反馈元件组成，如图1-3虚线框图内所示。
反馈元件包括测速机和/或位置传感器。
测速机测出多面偏转的角速度，反馈给放大器以增大舵回路的阻尼，改善舵回路的性能，位置传感器将舵面位置信号反馈到舵回路的输入端，使舵面偏转角度与控制信号成正比。
有的舵回路没有位置传感器，则舵面偏转角速度与控制信号一一对应。
自动驾驶仪与飞机组成一个回路。
这个回路的主要功能时稳定飞机的姿态，或者说稳定飞机的角运动。
敏感元件用来测量飞机的姿态角，由于该回路包含了飞机，而飞机的动态特性又随飞行条件（如速度，高度等）而异。
放大计算机装置对各个传感器信号的综合计算，即控制规律应满足各个飞行状态的要求，并可以设置成随飞行条件变化的增益程序。
图1-3如果用敏感元件测量飞机的重心位置，而飞机还包含的运动学环节（表征飞机空间位置几何关系的环节），这样组成的控制回路，简称制导回路。
这个回路的主要功能是控制飞行轨迹，如飞行高度的稳定和控制。
超声速飞机问世后，飞行包线（飞行速度和高速的变化范围）扩大，飞机自身稳定性变坏。
例如，飞机自身的阻尼力矩在高空因空气稀薄而减小，阻尼比下降致使飞机角运动产生强烈的摆动，仅考驾驶员控制飞机较为困难。
为解决这类问题，飞机上安装了角速率陀螺，迎角传感器，法向加速度计等，它们和放大器，串联舵机组成阻尼器或增温系统，进而引入驾驶员的杆力/杆位移传感器信号，构成控制增稳系统，可以增大阻尼，改善动稳定性，增稳和控制增温系统还可增加静稳定性和改善操纵性。
飞机上安装了阻尼器和增稳系统，就好似成了一架稳定性能较好的新飞机。
从控制回路的分析和设计上看，阻尼器或增稳系统是自动驾驶仪（姿态角控制回路）的内回路。
但是，从工作方式上看，阻尼器或增稳系统与自动驾驶仪不同，阻尼器从飞机起飞就投入工作，这是驾驶员仍然直接操纵飞机。
自动驾驶仪则在飞机完成空中配平（指飞机力矩的平衡和杆力的平衡）后，才能接入。
此后驾驶员通过自动驾驶仪操纵台上旋钮或侧干操纵飞机。
增稳系统，控制增稳系统工作时驾驶员仍需直接参与，不符合自动飞行的定义，不属于自动驾驶仪的功能范围。
2.6自动驾驶仪的接通和脱开自动驾驶仪的适用范围是除起飞以外的所有飞行阶段。
当达到自动驾驶仪的接通高度并满足其他接通条件后，按下自动驾驶仪的接通电门即可接通自动驾驶仪。
有的自动驾驶仪能操纵飞机自动着陆，有的驾驶仪不能，这要根据安装在飞机上的自动驾驶仪的性能而定。
自动驾驶仪接通后，根据自动驾驶仪的工作方式。
飞行中根据飞行需要，可以转换操纵方式。
脱开自动驾驶仪的最常用方法是通过按压驾驶盘上的自动驾驶仪脱开电门来脱开，并解除其脱开警告信号。
在脱开自动驾驶仪时，飞行员一定要控制好飞机，以防出现意外。
另外，还有一些其他方法也可以脱开自动驾驶仪，如：断开自动驾驶仪接通电门进行脱开；向自动驾驶仪的俯仰、横滚和航向通道施加足够的力，人工强行脱开等。