Авиационные приборы и системы

В дальнейшем станет очевидным, что структурная схема этого измерителя есть ничто иное, как естественно двухканальная система автоматического управления.

5.1. Инвариантный измеритель скорости

В настоящее время информацию о скорости самолета получают с помощью аэродинамических измерителей, которые нуждаются в улучшении метрологических характеристик. Как информаци-онный параметр скорость полета (число М) характеризует длиннопериодическое движение с низ-кими рабочими частотами. Высокочастотные помехи, например шумы решающих и выходных устройств измерителя скорости, нейтрализуются с помощью фильтров. Однако существует дина-мическая погрешность, пренебрегать которой нельзя и оценка которой возможна при исследова-нии системы «среда полета – самолет – измеритель скорости». Среда в данном случае характери-зуется физическими свойствами атмосферы: изменением статического давления Рст в зависимости от высоты полета над уровнем моря, горизонтальными и вертикальными составляющими поры-вов ветра. Тип самолета определяет максимальное ускорение по направлению полета, скороподъ-емность, скорость изменения угла атаки. Параметры измерителя скорости отражают степень ра-циональности его конструкции. Особенностью рассматриваемых измерителей является наличие пневматических емкостей и сравнительно длинных воздухопроводов, в связи с чем постоянные времени каналов полного Рп и статического Рст давлений достаточно велики [44].

Рис. 5.2. Структур-ная схема измерителя воздушной приборной скорости самолета

Рассмотрим простейший измеритель воздушной приборной скорости (рис. 5.2) в виде двухка-нальной системы автоматического регулирования, где W1(S), W2(S), W3(S) – передаточные функ-ции каналов полного, статического давлении, решающего и выходного устройств измерите-ля. Обратим внимание на то, как формируется в измерителе информация о скоростном напоре Рд . Видно, что статическое давление Рст проходит через оба звена W2(S) и W1(S). Скорость v опреде-ляется искаженной величиной скоростного напора , так как он зависит от искаженных величин полного и статического давлений. В соответствии со структурной схемой напишем систе-му уравнений измерителя скорости в операторной форме.

, (5.1)

, (5.2)

, (5.3)

, (5.4)

. (5.5)

Решая систему уравнений (5.1 – 5.5) относительно скорости v(s), получим полное уравнение измерителя

. (5.6)

Из уравнения видно, что в отличие от стационарного режима в динамическом режиме скорость v зависит от двух величин: Рд и Рст. Передаточные функции каналов измерителя представим в ви-де

; , (5.7)

где ?1 , ?2 , Т1 , Т2 – время чистого запаздывания и постоянные времени каналов полного и ста-тического давлений. С учетом значений передаточных функции из уравнения (5.6) получим вы-ражение динамической погрешности при скачкообразных возмущениях по Рд и Рст при ?1 = ?2 = 0.

, (5.8)

где dv/dPд – производная зависимости воздушной приборной скорости от скоростного напора при определенном значении скорости полета v; ?Рд и ?Рст – уровни возмущений по каналам Рд и Рст.

Из-за малости величин ?1 и ?2 и для упрощения дальнейших исследований их влиянием на по-грешность пренебрегаем.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84