自动飞行控制系统
飞行控制系统简介
自动飞行控制系统飞行控制系统(简称飞控系统)的作用是保证飞机的稳定性和操纵性，提高飞机飞行性能和完成任务的能力，增强飞行的安全性和减轻驾驶员的工作负担。
深圳市瑞伯达科技有限公司，致力于成为全球无人机飞行器领导品牌，是智能化无人机飞行器及控制系统的研制开发的专业厂商，生产并提供各行业无人机应用的解决方案。
产品线涵盖各种尺寸多旋翼飞行器、专业航拍飞行器、无人机飞行控制系统、无人机地面站控制系统、高清远距离数字图像传输系统、专业级无线遥控器、高精飞行器控制模块及各类飞行器配件飞行器的自动飞行一、问题的提出早在重于空气的飞行器问世时，就有了实现自动控制飞行的设想。
1891年海诺姆．马克西姆设计和建造的飞行器上安装了用于改善飞行器纵向稳定性的飞行系统。
该系统中用陀螺提供反馈信号，用伺服作动器偏转升降舵。
这个设想在基本概念和手段上与现代飞行自动控制系统有惊人的相似，但由于飞机在试飞中失事而未能成为现实。
60年代飞机设计的新思想产生了，即在设计飞机的开始就考虑自动控制系统的作用。
基于这种设计思想的飞机称为随控布局飞行器（Control Configured Vehicle 简称CCV）。
这种飞机有更多的控制面，这些控制面协同偏转可完成一般飞机难以实现的飞行任务，达到较高的飞行性能。
飞控系统分类飞控系统分为人工飞行控制系统和自动飞行控制系统两大类。
由驾驶员通过对驾驶杆和脚蹬的操纵实现控制任务的系统，称为人工飞行控制系统。
最简单的人工飞行控制系统就是机械操纵系统。
不依赖于驾驶员操纵驾驶杆和脚蹬指令而自动完成控制任务的飞控系统，称为自动飞行控制系统。
自动驾驶仪是最基本的自动飞行控制系统。
飞控系统构成飞控系统由控制与显示装置、传感器、飞控计算机、作动器、自测试装置、信息传输链及接口装置组成。
控制及显示装置是驾驶员输入飞行控制指令和获取飞控系统状态信息的设备，包括驾驶杆、脚蹬、油门杆、控制面板、专用指示灯盘和电子显示器(多功能显示器、平视显示器等)。
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。
飞行器自动控制系统设计
飞行器自动控制系统设计一、引言飞行器自动控制系统设计作为飞行器控制领域的重要组成部分，是保证飞行器安全飞行的核心技术之一。
随着科技发展，飞行器的种类和技术水平不断提升，自动控制系统也不断更新升级。
本文将从控制系统设计的角度出发，探讨飞行器自动控制系统设计的原理和方法，为读者深入了解该领域提供参考。
二、飞行器自动控制系统概述1. 自动控制系统概述自动控制系统是指通过电、机、液、气等能量传递和转换来实现对被控制对象的控制。
自动控制系统通常由传感器、执行器、控制器三个部分构成。
传感器负责采集被控制量，将其转化成电信号，通过控制器对执行器进行控制，实现对被控制对象的控制。
自动控制系统在飞行器控制系统中扮演着重要的角色。
2. 飞行器控制系统概述飞行器控制系统是指通过自动控制系统实现对飞行器的控制，以保证其安全、稳定地飞行。
飞行器控制系统包括水平方向控制系统、垂直方向控制系统、机载导航系统等。
3. 飞行器自动控制系统概述飞行器自动控制系统是指无需人工干预即可实现对飞行器的控制。
其主要由传感器、执行器、控制器三部分组成。
飞行器自动控制系统广泛应用于航空、航天、军事等领域。
三、飞行器自动控制系统设计原理和方法1. 飞行器动力学原理飞行器动力学原理是设计自动控制系统的基础。
在飞行器设计过程中，需要确定飞行器的结构参数和抗扰能力等指标，以此确定各个部件的位置、尺寸和分布。
此外，还需要确定控制系统的控制环节和控制策略，以此保证飞行器的稳定性和可控性。
2. 控制系统设计方法控制系统设计方法主要包括PID控制器设计、状态空间控制器设计和模糊控制器设计等。
PID控制器是最为常见的控制器之一，其能够快速响应控制量变化、具有良好的稳定性和鲁棒性。
状态空间控制器设计是指将控制系统用状态空间方程描述，然后针对特定的控制目标进行设计，具有良好的精度和可靠性。
模糊控制器设计是指将其控制逻辑用模糊集合表示，并根据飞行器的实际情况进行设计，具有较好的复杂环境适应能力。
飞行控制系统的组成
飞行控制系统的组成飞行控制系统是指用于控制飞机飞行的一系列设备和程序。
它是飞机的重要组成部分，直接影响着飞机的操纵性、稳定性和安全性。
飞行控制系统的主要组成包括飞行操纵系统、飞行指示系统、飞行保护系统和自动飞行控制系统。
一、飞行操纵系统飞行操纵系统是飞行控制系统的核心部分，用于操纵飞机的姿态和航向。
它包括操纵杆、脚蹬和相关的机械传动装置。
操纵杆通过机械传动装置将飞行员的操作转化为飞机的姿态变化，从而实现对飞机的操纵。
脚蹬主要用于控制飞机的航向。
飞行操纵系统的设计需要考虑飞行员的操作感受和操作精度，以及飞机的动力特性和气动特性。
二、飞行指示系统飞行指示系统用于向飞行员提供飞机的状态和参数信息，以帮助飞行员准确地掌握飞机的飞行情况。
飞行指示系统包括人机界面设备和显示设备。
人机界面设备包括仪表板、显示器和按钮等，用于向飞行员显示飞机的状态和参数，并接收飞行员的操作指令。
显示设备一般采用液晶显示屏或投影显示技术，能够实时显示飞机的速度、高度、姿态、航向等信息。
飞行指示系统的设计需要考虑信息的清晰度和可读性，以及对飞行员的操作需求和反馈。
三、飞行保护系统飞行保护系统用于提供飞机的保护和安全功能，防止飞机发生失控或危险情况。
飞行保护系统包括防护装置、警告系统和应急措施。
防护装置主要包括防止飞机过载的装置、防止飞机超速的装置和防止飞机失速的装置等，能够保护飞机免受过载、超速和失速等不安全飞行状态的影响。
警告系统主要用于向飞行员提供飞机的警告和提示信息，以帮助飞行员及时发现和解决飞机的异常情况。
应急措施主要包括自动驾驶和自动下降等功能，能够在紧急情况下自动控制飞机的飞行。
四、自动飞行控制系统自动飞行控制系统是飞行控制系统的高级形式，能够实现自动驾驶和飞行管理功能。
自动飞行控制系统主要包括飞行管理计算机、自动驾驶仪和导航系统等。
飞行管理计算机负责计算飞机的飞行参数和航路信息，并根据飞行员的指令进行飞行计划和航线管理。
A320机型 第22章自动飞行系统
22章重点1、FMGC、ELAC、惯导，哪个是AFS（自动飞行系统）的计算机？FMGC2、FCU(飞行控制组件)在遮光板上。
3、FMA(飞行方式指引)在PFD 顶部4、A320飞行系统核心计算机？FMGC5、自动飞行系统的FMGC（飞行管理指引计算机）装在电子舱MCDU（多功能控制显示组件）装在驾驶舱FCU装在驾驶舱遮光板上6、FMGC有2个FAC有2个FCU有1个，分为3部分FCU有两个通道7、自动飞行系统有2套自动推力有1套A/THR也有两个通道8、AP（自动驾驶）衔接电门在FCUA/THR(自动推力)衔接电门在FCU9、FE叫飞行包络保护，FEC叫飞行包络计算机，FE有2套10、FE的功能：风切变探测、alpha-floor包络保护11、包络保护功能在FAC12、自动飞行系统操纵时，飞机侧杆不动，油门杆也不动，但是脚蹬可能会动，因为脚蹬是钢索传动13、自动飞行系统的功能：自动操纵飞机各个舵面，自动完成推力的计算和改变，使飞机沿着预先设定的飞行计划飞行14、AFS（自动飞行系统）的故障探测隔离功能在：FIDS（故障隔离和探测系统）15、FMGC输出指令到AP，再由AP输出到ELAC,SEC和FAC，操纵各个舵面16、飞控计算机有ELAC(升降舵和副翼计算机)、FAC(飞机增稳计算机)、SEC(扰流板升降舵计算机)、FMGC(飞机管理指引计算机)17、AP推力载荷：在AP接通时，侧杆上会有推力载荷，即防止误操作，若施加一定的力，克服了负载会断开自动驾驶（同A/THR）18、自动推力输出推力给FADEC（全权限数字电子控制）19、自动推力切断方法：油门杆放入慢车位或者使用油门杆侧面的自动推力切断电门20、FMGC功能：（全选）21、FMGC功能分为FM和FG部分，FM主管飞行计划，FG主管飞行制导，FG的功能分为AP,FD,A/THR22、飞行计划的监控由FM（飞行管理）完成23、AP、FD、A/THR功能在FMGC实现24、着陆测试由FMGC完成，检查自动着陆的能力FMA上显示着陆能力的等级CAT 3 2 125、在进近过程中可以同时衔接2个AP，AP1为主，AP2热备份（同DIR）26、自动推力可以人工或自动脱开。
飞行控制系统简介
飞行控制系统简介自动飞行控制系统飞行控制系统（简称飞控系统)的作用是保证飞机的稳定性和操纵性，提高飞机飞行性能和完成任务的能力，增强飞行的安全性和减轻驾驶员的工作负担.深圳市瑞伯达科技有限公司，致力于成为全球无人机飞行器领导品牌，是智能化无人机飞行器及控制系统的研制开发的专业厂商，生产并提供各行业无人机应用的解决方案。
产品线涵盖各种尺寸多旋翼飞行器、专业航拍飞行器、无人机飞行控制系统、无人机地面站控制系统、高清远距离数字图像传输系统、专业级无线遥控器、高精飞行器控制模块及各类飞行器配件飞行器的自动飞行一、问题的提出早在重于空气的飞行器问世时，就有了实现自动控制飞行的设想。
1891年海诺姆．马克西姆设计和建造的飞行器上安装了用于改善飞行器纵向稳定性的飞行系统。
该系统中用陀螺提供反馈信号，用伺服作动器偏转升降舵。
这个设想在基本概念和手段上与现代飞行自动控制系统有惊人的相似,但由于飞机在试飞中失事而未能成为现实。
60年代飞机设计的新思想产生了,即在设计飞机的开始就考虑自动控制系统的作用.基于这种设计思想的飞机称为随控布局飞行器(Control Configured Vehicle 简称CCV)。
这种飞机有更多的控制面,这些控制面协同偏转可完成一般飞机难以实现的飞行任务,达到较高的飞行性能.飞控系统分类飞控系统分为人工飞行控制系统和自动飞行控制系统两大类。
由驾驶员通过对驾驶杆和脚蹬的操纵实现控制任务的系统，称为人工飞行控制系统。
最简单的人工飞行控制系统就是机械操纵系统。
不依赖于驾驶员操纵驾驶杆和脚蹬指令而自动完成控制任务的飞控系统,称为自动飞行控制系统。
自动驾驶仪是最基本的自动飞行控制系统。
飞控系统构成飞控系统由控制与显示装置、传感器、飞控计算机、作动器、自测试装置、信息传输链及接口装置组成。
控制及显示装置是驾驶员输入飞行控制指令和获取飞控系统状态信息的设备，包括驾驶杆、脚蹬、油门杆、控制面板、专用指示灯盘和电子显示器（多功能显示器、平视显示器等)。
第七章 自动飞行控制系统的组成和原理
➢ 飞行控制计算机指令的计算和自动驾驶仪、飞行指引仪信号的分离情况以及 自动驾驶仪、飞行指引仪的联合使用与分开使用的情况如图7.1所示。
7.1 飞行控制计算机的自动驾驶仪指令和飞行 指引仪指令及作用
➢ 从图7.1可以看出，在自动飞行控制系统中，如果自动驾驶仪和飞行指引仪都处于接 通状态，且自动驾驶仪正在正确地控制飞机，则飞机指引仪的指引杆就应该处于中心 位置。所以，在自动驾驶仪和飞行指引仪都接通的情况下，飞行员通过观察指令杆的 移动及驾驶仪的运动方向可以监控自动驾驶仪工作是否正常。如果自动驾驶仪没有接 通，而只接通了飞行指引仪，飞行员就可以跟随指令杆的指令人工操纵飞机。
➢ 由于以上的原因，再加上计算机技术和电子技术的发展，以及飞机自动化程 度的提高，目前，大多数大中型飞机上，自动驾驶仪系统和飞行指引仪系统 共用一个计算机。
➢ 该计算机根据机组选择的工作方式和设定的目标轨迹，统一计算自动驾驶仪 的输出指令和飞行指引仪的输出指令，并将自动驾驶仪的输出指令输送到自 动驾驶仪伺服系统，驱动飞机操纵面的偏转实现对飞机姿态的控制；将飞行 指引仪的输出指令输送到姿态指引指示器用于驱动指令杆。
图7.4 AFCS 的控制组件在驾驶舱内的安装位置
7.2.2 AFCS的主要显示组件安装位置
➢ 自动飞行控制系统的主要显示组件有机长和副驾驶仪表板上的显示器，机长 和副驾驶仪表板上的自动飞行状态通告牌（ASA），机长和副驾驶仪表板上的 自动着陆警告灯，以及机长仪表板上的安定面失去配平警告灯。如图7.5式所 示。
➢ 自动驾驶仪输出的指令用于驱动自动驾驶仪某一个通道的舵机，进而控制飞 机的某一套舵面，从而改变飞机姿态或航向，在姿态或航向改变后，在飞机 空气动力学的作用下，飞机向目标轨迹运动，并最终稳定在目标轨迹上。
飞行模拟机自动飞行控制系统设计
４４ 一
科技创新与应用 ｌ ２ ｏ ｌ ３ 年 第２ ７ 期
科 技 创 新
飞行模拟机 自动飞 行控制 系统设 计
关兴 玫
（ 广东亚仿科技股份 有限公 司 ， 广 东 珠海 ５ １ ９ ０ １ ５ ）
摘 要： 自动 飞行 控 制 系统 可 以 实现 自动驾 驶 仪 取 代人 工操 作 ， 是 飞机 飞 行 系统不 可 获取 的 组 成部 分 ， 稳 定 飞机 的各 种 姿 态 ， 降 低 了飞行 员的 工作 量 。 介 绍 了 自动 飞行 控制 系统 的组 成 、 功能。 通过 俯 仰 、 横 滚通 道 的控 制原 理 分析 ， 设 计相 应 的 飞行 控 制律 。 利
飞机要是实现 自动飞行 、 无人操纵的 目的就必须借助 自动飞行 控制系统 ， 在 自动飞机控制系统 中， 飞控计算机根据 自动驾驶 仪传 输 过 来 的控 制信 号 ， 判 断 出 目前 所选 的有 效 飞行 模 式 、 横 滚 通道 ， 进 而计算 出飞机需 要飞行 的俯仰角度 、 副翼偏转角度 ， 输出滚动角指 令 信号 ， 从 而实 现 自动 驾驶 仪 设 置 的飞行 模 式 。 ［ ２ ］ ｇ ｇ 荣士 ． 自动 飞行控 制 系统设 计技 术［ ｚ ］ ， ２ ０ ０ ０ ． ３ Ａ动 飞行 控 制 系统 控制 律 设计 ［ ３ ］ 王 江云 ． 飞行 仿 真 器 自动 飞行 系统研 究 ｌ Ｊ １ ． 系统仿 真 学报 ， ２ ０ ０ ６ 飞 机 自动 飞行 系 统 是个 复 杂 的 系统 ， 不 断 的控 制 、 反馈 与 调 整 ， 最终 实 现飞 机 的 自动 飞 行 。自动 飞行 系 统 的核 心是 飞行 控 制 律 的拟
稳 定可 靠 的运 行 。 ２ 自动飞 行 控制 系 统功 能