Файл: Колесников К.С. Упругий летательный аппарат как объект автоматического управления.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.06.2024

Просмотров: 161

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

N

N

y ( z , t ) = 2

f i ( z ) 4 i ( t ) > ф ( г . О = 2 фП2)<?;(0;

i= —1

f= —1

K3.33)

N

l ( x , t ) = 2 b(x)qi(t), i= —1

где функции fi(z), q)i(z), gi(jc) образуют некоторую пол­ ную систему координатных функций, которая удовлетво­ ряет всем граничным условиям, условиям сопряжения и скачков рассматриваемой задачи. Как отмечалось в гл. II, в качестве такой системы можно взять формы соб­ ственных колебаний в пустоте целого самолета или его

отдельных частей. В выражениях

(3.33)

q i (t ) — обоб­

щенные координаты, индекс

i—1 относится

к верти­

кальным перемещениям,

a t = 0 к повороту вокруг цент­

ра тяжести самолета

как

жесткого

тела.

Индексы

£= 1—j—TV соответствуют различным

формам

упругих ко­

лебаний самолета в целом или его

отдельных

частей.

При этих условиях, как уже указывалось,

 

 

 

f - i — 1, ф-1 - 0, |_1 - 1,

 

 

 

fo = *ц.т — Zsin X,

фо =

cos X,

go =

Хц.т — х.

Система обыкновенных дифференциальных уравне­

ний для определения qi — qi(t)

может быть получена под­

становкой (3.33) в уравнения

(3.26) — (3.28) и проведения

следующих математических операций:

 

1

 

 

 

i

 

2 J Ц (у, ф, 2, t) fj dz +

2 j U (у, ф, z, t) <pjdz +

О

 

 

о

 

h

 

 

 

 

 

+ f

£з(£> x, t)gj dx =

0

j — — 1,0,1,2,..., N.

—h

 

 

 

 

 

Получаем систему обыкновенных дифференциальных

уравнений

возмущенного

движения упругого

самолета:

N

 

 

 

 

 

2

\.anQi + (dji +

dji) qi + (bji -\- Cj{) <7,-] -j-

i=—i

 

 

 

 

 

“Ь Qj&6 -f- djb$ -(- bjf,6 = Fу,

(3.34)

146


N

 

 

2 \аыЧ1 ~\~dbi<Ji ~bA«,-<7;]

-[—(ijfes -\-dbb) 8

 

i— i

 

 

+ (^6S + C5s)8— ------ — Уши

(3.35)

где

l

аЛ = 2‘ j [ m ( z ) f jf i — m ( z ) 3f j<pl — m(z)af,<?J-lr

 

li

Щ W Ц 4 х +

m j j (A) /,• (A) +

 

 

 

 

 

 

 

 

- rn,,3

Ъ (A) cos x

 

 

S‘ n X

/ ; ( A ) +

•hrh

d z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-mhak

Vj W cos x

d f j

sinx

//(A ) +

d z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•\-Jг

<?j (A) cos x ■

<i£

 

sin x

X

 

 

 

 

 

 

 

 

X

<P/(A) cos x -

d z

/I

sin x

+

 

 

 

 

 

 

 

 

+ /

•P;(A) sinx-

d f j

 

cos x

X

d z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

<P/(A) sin x-

 

 

 

cos x

 

 

 

d 2f j

d 2f i .

n t

 

d'fj

d b

d z - { -

C l - 2 l \ E J U J }

 

+ Q J r

d z d z

 

d z 2

c f z 2

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

£■/

d x 1

d x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

—/ 2

147


* „ Г Г , г ,

d2/i

d2fi , и

d(Pi

1 ^ ,

ji = = 2 3 1b l E J ~ d ^ ^ + b 2 G Jp ^ ^ \ dZ +

+ Г E J f ^ - - ^ b 3dx;

 

1

J

d x 2 d xф-2

 

 

/2

 

 

 

Г

 

 

dh

1

2j^

ОТстО’стЕз' (-^ст) “b -^CT —

J

=

— 2 Г /^IctCTot^i (%ct) ~H Jctdb

J1 i

 

Обб —■JCT>

^66 — &^"2-

 

Обозначив

далее для дозвуковой скорости полета

 

 

 

Х р

 

h = 0 , S = c > ( i -

 

 

х0

1

xF

 

 

r a uz( Х°

^

 

 

 

r = c ‘ b \ T ~ ^ ~ ~ь

 

s = _ c „ 6M ^ - ^ V - 2

+ ^ - ^ ) + 4

8

" s

 

6

 

b i\

2 ‘

b

b

 

и для сверхзвуковой скорости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

Xp

 

 

h = Cyb,

r =

Ts=Cyb*( b

b

 

 

s =

Cuyb3

Xr\

X t

2 ,

1

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

будем иметь

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bjt=

pi/ 2cos2X j*

•Л//?/ —*?«?/ \

 

 

 

dfi

_

dfi

 

dcpi „

 

 

+ '> tg i/i^ F

+ ‘

t g x ^ f i + r t g x ^ / J +

 

 

148


 

 

.

_

Qip

 

+ s t g x ^ ^

\ dz +

pv^

 

(

k

dlj

d^j

dz

Pl/ 2

('

d\j

dx

dx

2 J

 

dx

 

 

 

 

 

C y ( x ) ~ J Z ^ x ’

 

 

 

 

/ 2

 

dji — pV cos % \ [hfifj + rcpifj + scpjcpj +

 

 

 

 

П

hkiij— r

5y +

 

 

 

 

V

 

 

 

+ S d^i

dh,j

d|j

] |

dz

|

Cf(x) lilidx-

dx

dx

Ш г ~

 

 

X от

 

- l 2

 

bi{ =

pV2 Д

-

Agj +

r d|

dz;

 

Й

 

 

О

 

 

 

dx ;

 

 

 

 

 

 

 

 

<гя =

Ру Д г | ; -

^

)

dz;

 

 

О

 

 

 

41

 

 

 

 

 

lст

 

 

 

 

dee =

pV

j s d z ;

 

 

 

г

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* ' = p l/ H - * f + « . )

dz;

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

гот

 

J.

 

dz;

 

6., = р р Д * ^ - ) 1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

CT

 

 

 

&ee =

p V 2 J A d z

 

149


В выражениях, где интегрирование проводится по длине стабилизатора, величины /?., к, г, s — коэффициенты для стабилизатора.

Коэффициенты уравнений имеют четкий физический смысл: a,ji—характеризуют инерцию конструкции и на­ зываются инерционными коэффициентами; с1ц и йц* — аэродинамическое и конструктивное демпфирование; сц — характеризуют жесткость конструкции, Ьц — аэро­ динамическую жесткость; bj s— эффективность органов управления для различных степеней свободы.

Если в качестве координатных функций выбраны фор­ мы совместных колебаний самолета, то из условий орто­

гональности следует, что при

bi = b2 = b2, а^ = 0, сд = 0,

rfj,* = 0 для j=£i.

компактную форму за­

Обычно широко используют

писи уравнений возмущенного движения упругого само­ лета в виде матричных уравнений. Введем следующий вектор-столбец обобщенных координат:

<7 -1

Яо

Ь

Я =

Я N

8

Обозначив матрицы соответствующих коэффициентов за­ главными буквами, запишем уравнения (3.34), (3.35) в виде

Лq ++Д *) q ++С) q = F + R b k.

Здесь F — столбец правых частей, 6ь = —уШт/г, a R — есть столбец следующего вида:

О

150