31 trang

Lời nói đầu

Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, ngành hàng không cũng có những bước tiến nhảy vọt, đánh dấu một bước phát triển của nhân loại. Những chiếc máy bay đầu tiên có tầm bay ngắn, tính ổn định và tính điều khiển thấp. Nếu chỉ dựa vào việc hoàn thiện kết cấu của máy bay thì ta không thể đáp ứng được những đặc tính bay mong muốn. Kỹ thuật điều khiển tự động và bán tự động mở ra một bước ngoặc mới cho sự ra đời của các thế hệ máy bay hiện đại. Cho đến cuối những năm 20 và đầu những năm 30 của thế kỷ 20, vấn đề tự động hóa quá trình điều khiển máy bay đã được chú trọng. Hầu hết các máy bay đều được cải tiến, có tầm bay xa và tính ổn định cao nhờ vào việc sử dụng các thiết bị trợ lực, thiết bị tự động. Đối với các máy bay hiện đại hiện nay và cả các máy bay trong tương lai, yêu cầu về độ an toàn cho chuyến bay và tính điều khiển chính xác càng được đòi hỏi cao hơn. Trong phạm vi đồ án môn học điều khiển tự động, kênh chuyển động dọc và đặc trưng động học của hệ thống điều khiển ở chế độ ổn định góc chúc ngóc sẽ được nghiên cứu và khảo sát chi tiết. Nội dung đồ án được trình bày thành 3 chương:

Chương 1: Tổng quan về mô hình toán máy bay

Chương 2: Mô hình toán chuyển động của máy bay

Chương 3: Bài toán ứng dụng

Em xin chân thành cảm ơn các thầy trong học viện, đặc biệt thầy Đinh Văn Đàn đã cung cấp kiến thức và nhiệt tình hướng dẫn em trong quá trình tìm hiểu về hệ thống điều khiển tự động các phương tiện bay. Sự giúp đỡ của các bạn đã góp phần không ít vào việc hoàn thành đồ án môn học này.

Vì thời gian và kiến thức có hạn, nên các nội dung trình bày trong đồ án không thể tránh được thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ dẫn của các thầy và sự đóng góp ý kiến của tất cả các bạn để có được kiến thức hoàn chỉnh hơn.

Học viên thực hiện

Vu Manh Hung

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH TOÁN MÁY BAY 5

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 5

1.2 CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ HỌC 5

1.2.1 Định luật về động lượng 6

1.2.2 Định luật về moment động lượng 6

1.3 CÁC HỆ TRỤC TOẠ ĐỘ SỬ DỤNG ĐỂ KHẢO SÁT 7

1.3.1 Hệ toạ độ mặt đất O0x0y0z0 7

1.3.2 Hệ tọa độ liên kết Ox1y1z1 7

1.3.3 Hệ tọa độ trung gian Ox*y*z*: có 7

1.3.4 Hệ toạ độ tốc độ Oxyz 7

1.3.5 Hệ toạ độ tốc độ hành trình Oxcyczc 8

1.4 CÁC THÔNG SỐ GÓC CỦA MÁY BAY 8

1.4.1 Góc chúc ngóc  8

1.4.2 Góc nghiêng  8

1.4.3 Góc lệch hướng  8

1.4.4 Góc nghiêng quỹ đạo  8

1.4.5 Góc vòng quỹ đạo g 9

1.4.6 Góc tấn  9

1.4.7 Góc trượt  9

CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH TOÁN CHUYỂN ĐỘNG MÁY BAY 10

2.1 PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA MÁY BAY 10

2.2 PHÂN CHIA CHUYỂN ĐỘNG CỦA MÁY BAY 10

2.2.1 Chuyển động dọc 11

2.2.2 Chuyển động ngang 11

2.3 MÔ HÌNH TOÁN KÊNH CHUYỂN ĐỘNG DỌC CỦA MÁY BAY 11

2.3.1 Hệ phương trình vi phân chuyển động dọc máy bay 11

2.3.2 Chuyển động dọc chu kỳ ngắn và chu kỳ dài 13

2.3.3 Chuyển động dọc chu kỳ ngắn của máy bay 15

2.4 BỘ TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH ĐIỀU KHIỂN - CƠ CẤU TRỢ DẪN 18

2.4.1 Bộ tự động điều chỉnh điều khiển 18

2.4.2 Cơ cấu trợ dẫn 19

2.4.3 Các bộ tự động khác 20

2.5 MẠCH VÒNG ỔN ĐỊNH GÓC CHÚC NGÓC 21

2.5.1 Khái quát chung 21

2.5.2 Xây dựng mạch vòng điều khiển ổn định góc chúc ngóc 21

CHƯƠNG 3: BÀI TOÁN ỨNG DỤNG 24

3.1 BÀI TOÁN 24

3.2 GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN 25

3.2.1 Tính toán các thông số khí quyển ở vị trí máy bay 25

3.2.2 Lập mô hình toán kênh chuyển động dọc theo yêu cầu bài toán 25

3.2.3 Mô phỏng và khảo sát ổn định bằng Matlab 6.5 29

Chương 1