A320自动驾驶
FMGC
飞行制导
自动驾驶仪指令
在该模块中我们将回顾如何接通和断开自动驾驶仪（自动驾驶仪ON/OFF），以及飞行指引仪（飞行指引仪ON/OFF）。
你是机长并且是把杆驾驶员…
现在刚刚离地，距地面100英尺。为了减轻飞行员的工作负担，加强飞机安全性，让我们接通一部自动驾驶仪。
请接通1号自动驾驶仪。
现在刚刚离地，距地面100英尺。为了减轻飞行员的工作负担，加强飞机安全性，让我们接通一部自动驾驶仪。
不对，接通1号自动驾驶仪。
现在刚刚离地，距地面100英尺。为了减轻飞行员的工作负担，加强飞机安全性，让我们接通一部自动驾驶仪。
不对，用AP 1按钮接通1号自动驾驶仪。
FMA证实了1号自动驾驶仪已经接通。
通常当机长是把杆驾驶员时，使用1号自动驾驶仪。当仪副驾驶时把杆驾驶员时，使用2号自动驾驶仪。这确保在同一时刻，只有一部自动驾驶仪处于工作状态。自动驾驶仪在飞机离地（5秒钟）后就可使用，从大约离地100英尺开始一直可用到着陆滑跑。
在大多数情况下，同一时刻只能接通一部自动驾驶仪。
但是，在使用盲降自动进近时，两部自动驾驶仪可同时接通。这将为完成自动着陆、自动滑跑或低高度复飞提供最佳的系统安全裕度。
因此，一旦获得盲降进近的许可，飞行员就可按下进近按钮以待命航道和下滑道；然后可以接通第二部自动驾驶仪。
请接通2号自动驾驶仪。
但是，在使用盲降自动进近时，两部自动驾驶仪可同时接通。这将为完成自动着陆、自动滑跑或低高度复飞提供最佳的系统安全裕度。
因此，一旦获得盲降进近的许可，飞行员就可按下进近按钮以待命航道和下滑道；然后可以接通第二部自动驾驶仪。
不对，接通2号自动驾驶仪。
但是，在使用盲降自动进近时，两部自动驾驶仪可同时接通。这将为完成自动着陆、自动滑跑或低高度复飞提供最佳的系统安全裕度。
因此，一旦获得盲降进近的许可，飞行员就可按下进近按钮以待命航道和下滑道；然后可以接通第二部自动驾驶仪。
不对，使用AP 2按钮接通2号自动驾驶仪。
FMA证实了两部自动驾驶仪已全都处于接通状态以及由此达到的系统裕度（DUAL）。这将指令可能的最低决断高度。你将在“制导方式”模块中更为详细地了解这一点。
现在我们来学习一下如何断开自动驾驶仪。
按下侧杆上红色的自动驾驶仪脱开按钮以断开自动驾驶仪。该按钮也
称接替按钮。
FMA显示两部自动驾驶仪都断开；进近能力降为1类。FCU上的两个自动驾驶仪绿灯都熄灭。
飞行制导仍然驱动
PFD 上的飞行指引仪符号。
飞行指引仪（FD ）帮助飞行员精确地控制飞机沿着给定阶段的飞行轨迹飞行。
飞行指引仪根据FCU 上所选择的制导方式和目标向飞行员提供制导指令。这些指令用特殊的符号（如十字指令杆）表示。
自动驾驶仪指令飞行指引仪指令
FMGC
飞行制导
飞行指引符号显示在两个PFD上。1号PFD上的符号由1号飞行制导驱动，2号PFD上的符号由2号飞行制导驱动。
飞行指引仪的接通状态显示在FMA上。
在这里，飞行指引符号称为十字指令杆，它以飞机姿态符号（
）作为基准。
使用位于任一EFIS控制面板上的FD按钮接通或断开相应的飞行指引仪。
当某一部飞行指引仪接通时，相应按钮上的绿条亮。
这里，两部飞行指引仪都已接通；让我们把它们关断。
当左座或右座按下他的FD按钮后：
●PFD上的FD指令杆消失，
●FMA上的FD接通状态消失，
●FD按钮上的绿灯熄灭。
注意我们已经为你断开了1号自动驾驶仪。
当自动驾驶仪和飞行指引仪都关断时，除自动推力外（这里为马赫方式），FMA上的所有方式区域都变成空白。
现在让我们重新接通飞行指引仪。假设机长先按下他的FD按钮，然后是副驾驶。
1号飞行指引仪已接通。1号PFD上显示十字指令杆；两个PFD上的FMA都显示：
●FD接通状态为“1FD-”，意味着只有1号飞行指引仪接通，
●与1号飞行指引仪相对应的方式。
注意EFIS控制面板上的FD1按钮变为绿色。
现在让我们来接通副驾驶的飞行指引仪。
注意：当自动驾驶仪和飞行指引仪都关断时，你重新将它们接通，它们将处于垂直速度和航向这两种“基本”方式。
ArduPilot自动驾驶仪中文手册(待完稿)
ArduPilot 自动驾驶仪手册 一、简介 系统构成： 1、一块ArduPilot Mega板（红色） 2、一块ArduPilot Mega IMU板（红色） 3、一套 MediaTek GPS 或者 uBlox GPS模块 4、若干根接收机连接线及配套的插线，如果需要使用系统的自动驾驶和功 能，推荐使用8通道接收机 5、一套Xbee数传电台，一块Xbee数传电台与ArduPilot Mega IMU，另一 块通过适配器与PC相连（提醒：因传送的数据量大，推荐配置空中速率 位57600bps的数传电台，低速率数传电台将会导致严重的数据丢包现象）。 仔细阅读本手册，将有利于调试自动驾驶仪。作为一套开源的自动驾驶仪，我们支持第三方传感器的接入，如空速计、电子罗盘等，这意味着您必须对本系统进行正确的参数设置，才能安全飞行。 二、快速入门指南 （一）电路板的组装 所需材料及工具：MEGA 板和IMU板各一块；板件连接插件若干；带 连线的GPS模块（推荐4HZ）；烙铁；焊丝等 1、焊接MEGA机IMU板上的元器件
2、对应安装好两块板子之间的连接插件
3、两块板子相插 4、连接GPS模块之后的样子，注意：GPS模块连接在红色MEGA 板子上，而非蓝色IMU板子上的接口，IMU的6芯接口用于连 接诸如电子罗盘等外接传感器。 （二）如何连接 1、系统连接图
其中，自动驾驶仪控制通道为第八通道，利用三段开关进行模式切换。 2、安装示意图
因IMU板载三轴传感器，系统安装时需充分考虑到减震，尽量使其 在飞机上水平安装，且安装方向应如上图所示。 3、DIP开关的使用 因为接收机和配置文件之间会存在差异，可能会导致舵机出 现反向工作，这时你可以通过拨动DIP开关进行修正，而非 通过复杂的参数修改进行修正。 三、编程 （一）所需工具 1、MINI USB数据线，用于ardupilot与PC的相连。 2、配置软件arduino，下载地址https://www.docsj.com/doc/bb9607008.html,/en/Main/Software （二）如何通过arduino进行编程 1、通过USB连接arduino与PC，同时根据提示安装FT232RL驱动，并记下 串口号。
自动驾驶仪系统
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）
自动驾驶仪,自动油门,飞行指挥仪
自动驾驶仪，自动油门，飞行指挥仪 *** Intended For Flight Simulation Use ONLY * 仅供飞行模拟使用* 本文中所有术语的翻译，均以英文原文为准。*** 什么是自动驾驶系统？ 自动驾驶系统（自动驾驶仪），是一种通过飞行员按一些按钮和旋转一些旋钮，或者由导航设备接收地面导航信号，来自动控制飞行器完成三轴动作的装置。不同型号的飞机所装备的自动驾驶仪可能会有一些小的差别，但是大体相似。 自动驾驶系统能做些什么？ 在FS2004里，Cessna 和Beechcraft Baron 58 装备的自动驾驶仪具有以下功能： ?保持机翼水平，不发生滚转。 ?保持飞机当前的仰俯角。 ?保持选定的飞行方向。 ?保持选定的飞行高度。 ?保持选定的上升率或下降率。 ?跟踪一个VOR电波射线（Radial）。 ?跟踪一个定位信标（Localizer）或反向航路定位信标（Localizer Back Course）。 ?跟踪仪器降落系统（Instrument Landing System）的定位信标和下滑道指示信标（Glide Slope）。 ?跟踪一个GPS航路。 在FS2004中，Beechcarft King Air 350, Bombardier Learjet 45, 和所有的Boeing 喷气机，都装备有自动飞行控制系统，包括自动驾驶仪，自动油门（自动节流阀门）和飞行指挥仪。这套系增加了以下功能： ?保持一个选定的飞行速度（空速或地速）。 ?消除有害的偏航。 ?帮助飞行员正确的手动控制飞机。 在FS2004中，有些机型或面板上，提供更多的自动驾驶仪操作功能： ?飞行管理计算机（Flight Management Computers） ?垂直方向导航（Vertical Navigation） ?横向导航（Lateral Navigation） ?飞行水平改变（Flight Level Change） ?机轮控制（Control Wheel Steering） ?自动降落（Autoland）
无人机自动驾驶仪
无人机自动驾驶仪 1.自动驾驶仪(autopilot)： 按一定技术要求自动控制飞行器的装置。在有人驾驶飞机上使用自动驾驶仪是为了减轻驾驶员的负担，使飞机自动地按一定姿态、航向、高度和马赫数飞行。飞机受暂时干扰后，自动驾驶仪能使它恢复原有的稳定飞行状态，因此，初期的自动驾驶仪称为自动稳定器。自动驾驶仪与飞机上其他系统交联还可实现对飞机的控制。在导弹上，自动驾驶仪起稳定导弹姿态的作用，故称导弹姿态控制系统。它与导弹上的或地面的导引装置交联组成导弹制导和控制系统，实现稳定和控制的功能。 1.1发展概况 1914年美国人E.斯派雷制成电动陀螺稳定装置，这是自动驾驶仪的雏型。30年代，为了减轻驾驶员长时间飞行的疲劳，开始使用三轴稳定的自动驾驶仪。它的主要功用是使飞机保持平直飞行。50年代，通过在自动驾驶仪中引入角速率信号的方法制成阻尼器或增稳系
统，改善了飞机的稳定性。50年代以来自动驾驶仪发展成为飞行自动控制系统。50年代后期，又出现自适应自动驾驶仪，它能随飞行器特性的变化而改变自身的结构和参数。60～70年代，数字式自动驾驶仪应运而生，它在“阿波罗”号载人飞船登月舱的登月过程中得到应用。 1.2原理和组成 自动驾驶仪是模仿驾驶员的动作驾驶飞机的。它由敏感元件、计算机和伺服机构组成。当某种干扰使飞机偏离原有姿态时，敏感元件(例如陀螺仪)检测出姿态的变化；计算机算出需要的修正舵偏量；伺服机构（或称舵机）将舵面操纵到所需位置。自动驾驶仪与飞机组成反馈回路，保证飞机稳定飞行。 1.3分类和特点 自动驾驶仪可按能源形式、使用对象、调节规律等分类。 ①按能源形式：分为气压式、液压式、电气式或者是这几种形式的组合。现代超音速飞机多安装电气（或电子）-液压式自动驾驶仪。气压式伺服机构主要用于导弹。 ②按使用对象：分为飞机自动驾驶仪和导弹自动驾驶仪。飞机自动驾驶仪多具有检测飞机姿态角的敏感元件，能稳定飞机的姿态角。为了提高这种自动驾驶仪的稳定效果，可配合使用速率陀螺仪。战术导弹只需要稳定角速度，其姿态角根据目标的运动而改变，因此，在自动驾驶仪中不设检测角位置的敏感元件。巡航导弹、战略导弹和运载火箭需要稳定姿态角，在这些飞行器的自动驾驶仪中仍有检测姿态角的敏感元件。 ③按调节规律：自动驾驶仪的调节规律（即数学模型）表示伺服机构的输出量与被调参量之间的函数关系。飞机自动驾驶仪依调节规律的不同分为比例式自动驾驶仪和积分式自动驾驶仪。比例式自动驾驶仪是以伺服机构输出的位置偏移量（如舵偏角）与被调参量（如姿态角）的偏差成比例的原理工作的。它的结构简单，应用很广，但在干扰作用下会产生静态误差。积分式自动驾驶仪是以伺服机构输出的位置偏移量与被调参量偏差的积分成比例的原理工作的，它没有静态误差，但系统的稳定性差，结构复杂，应用受到一定限制。 导弹自动驾驶仪按被调参量的性质可分为位置式自动驾驶仪、定向式自动驾驶仪和加速度式自动驾驶仪。位置式自动驾驶仪的被调参量是飞行器的角位置（即姿态角），伺服机构的输出量与姿态角的偏差成比例。定向式自动驾驶仪的被调参量是飞行器的姿态角速度，伺服机构的输出量与姿态角速度的偏差成比例。加速度式自动驾驶仪的被调参量是飞行器的法向加速度，伺服机构的输出量与法向加速度的偏差成比例。 现代自动驾驶仪的趋势是向数字化和智能化方向发展。80年代以前，战术导弹由于工
自动驾驶仪(机械类专业毕业论文)--某飞机自动驾驶仪控制系统设计
毕业设计（论文）题目：某飞机自动驾驶仪控制系统设计 学院： 专业名称： 班级学号： 学生姓名： 指导教师：
1绪论 1.1自动控制概述 自动控制即在没有人直接干预的情况下，通过控制装置操纵受对象或过程，使之自动按照预定的规律运行，并具有一定的状态与性能。 一般地说，自动控制是指自动控制的技术。而从其实质内容来看，它是指自动控制原理与自动控制系统两大部分。 自动控制的几个专业术语分为：受控对象（被操作的机器设备）、被控量（表征其工况的关键参数）、给定值（机器设备工况参数所希望或所要求达到的值）、干扰（干扰与破坏系统具有预定性能或预定输出的外来信号作用）、控制器（使受控对象具有所要求的性能与状态的控制设备）、控制系统（受控对家与控制装置的总体）。 自动控制的任务就是使受控对象的被控量按给定值变化。 1.1.1自动控制系统的发展 人们普遍认为最早应用于工业过程的自动反馈控制器，是James Watt于1769年发明的飞球调节器，它被用来控制蒸汽机的转速。俄国人则断言，最早的具有历史意义的反馈系统据说是由I.Polzunov于1765年发明的用于水位控制的浮球调节器。 1868年之前，自动控制系统发展的主要特点是凭借直觉的实证性发明。提高控制系统精度的不懈努力导致人们要解决瞬态振荡问题，甚至是系统稳定性问题，因此发展自动控制理论便成了当务之急。J.C.Maxwell用微分方程建立了一类调节器的模型，发展了与控制理论相关的数学理论，其工作重点在于研究不同系统参数对系统性能的影响。在同一时期，I.A Vyshnegradskii建立了调节器的数学理论。 二战之前，控制理论及应用在美国和西欧的发展与它在俄国和东欧的发展采取了不同的途径。在美国，Bode、Nyquist和Black等人在贝尔电话实验室对电话系统和电子反馈放大器所做的研究工作，是促进反馈系统应用的主要动力，采用带宽等频域变量术语的频域方法当初主要是用来描述反馈放大器的工作情况。与此相反，在前苏联，一些著名的数学家和应用力学家发展和主导着控制理论，因而他们倾向于用微分方程描述系统的时域方法。 二战期间，自动控制理论及应用得到了巨大的发展。战争需要用反馈控制的方法设计和建造飞机自动驾驶仪、火炮定位系统、雷达天线控制系统以及其他军用系统。这些军用系统的复杂性和对高性能的追求，要求拓展已有的控制技术。这导致人们更加关注控制系统，同时也产生了许多新的见解和方法。1940年以前，控制系统设计
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,驾驶员和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.舵面偏转的大小和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、神经和肌肉、手或脚的一些装置.如起眼睛作用的敏感元件,起神经和肌肉作用的变换放大元件和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、变换放大元件和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、倾斜和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、高度差传感器和加速度计等敏感元件。
过载自动驾驶仪的设计
过载自动驾驶仪的设计 在许多高性能的指令制导或自寻的导弹中，经常能见到由一个加速度计提供主反馈，由一个陀螺仪作为阻尼器的布局结构。一般对于具有两个对称平面的导弹可以采用相同结构的驾驶仪来控制偏航和俯仰运动，因此，可以以一个通道为设计对象，以俯仰通道为例即可。加速度计放置在距离质心前c 处，c 为质心到弹头部距离的12到23，敏感轴为Oy 轴。应当避免放置在弹体主振形即一阶振形的波腹处，否则，颤振引起的反馈信息可能导致弹体结构遭到破坏，如果舵机系统的频带允许能够响应弹体的结构振动频率，舵面的偏转会加剧这一振动。陀螺仪也不应当放置在由于颤振引起的角运动最大的节点处，陀螺仪的敏感轴为Oz 轴，即输出比例于?。 ?FIN SERVO AERODYNAMIC TRANSFER FUNCTION SENSED BY THE ACCELEROMETER 图6.3-1 过载自动驾驶仪基本结构 图6.3-1表示了采取尾舵控制的弹体的驾驶仪的基本结构。首先，忽略陀螺仪和加速度计的动态延迟，在此假定它们的带宽都在80Hz 以上，在感兴趣的频带范围内认为它们造成的延迟都是可以忽略的。第二，假设舵机伺服系统的动力学环节以一个二阶系统来表示已经足够了。第三，分子中的小量()()y z a s s δ可以忽略，即不考虑舵面升力产生的过载，参见公式4.6.7。因此，弹体的传递函数可以定义为稳态增益为a k 的一个二阶系统(穿越频率为m ω，阻尼比为m μ)。在4.6节中建立的尾舵控制的静稳定弹体具备一个负的稳态增益a k 。假设反馈器件的反馈量为正，输入指令减去这些反馈量构成的负反馈，则舵系统增益s k 只能为负。 在不进行一些代数推导的情况下，从系统控制结构图能看出一些问题，首先，该驾驶仪是一个0型闭环系统，为了使闭环系统增益相对于气动增益的变化不敏感，应当使系统开环增益设计在10或更高，系统的开环增益为(/)s a ac g k k k k V +。第二，采取一定增益的反馈回路包围能够使驾驶仪的增益降低和带宽增加，因此一般假设开环系统的穿越频率可以近似为闭环系统的固有频率。例如，设计一个驾驶仪的最小带宽为40/rad s (6.4Hz )，需要明确对于伺服系统需要至少多大的带宽，由于驾驶仪的穿越频率至少在弹体气动自振频率的2到3倍，可以认为弹体气动特性是严重欠阻尼的，因此在驾驶仪的穿越频率附近导致了接近180?的相位滞后。从反馈器件来看，速率陀螺提供了一部分输出反馈为(/)g y k V a ，另外一部分为输