Автопилоты по виду закона управления классифицируют на статические, в которых каждому положению исполнительного органа соответствует определенное значение ре-гулируемого па­раметра,  и астатические, в которых скорость исполнительного органа однозначно связана с регулируемым параметром.

Если под управляющим сигналом подразумевать сумму сиг­налов датчиков, обратных связей и задатчиков режимов, то для закона управления можно написать зависимость

                                                  (41)

     где  — известная функция управляющего сигнала и;  — выходная координата исполнительного механизма.

Управляющий сигнал можно представить в виде:

                                      (42)

    где  — регулируемые величины;  — сигнал задатчика;  — передаточные функции по регулируемым величинам;  — пере­даточная функция цепи обратной связи; —передаточная функция по сигналу задатчика.

   Управляющий сигнал может включать сигналы, пропорцио­нальные регулируемым величинам , их производным и инте­гралам. При включении сигналов, пропорциональных производ­ным, преследуют цель обеспечить необходимое опережение по фазе и, следовательно, получить демпфирование колебаний. Для получения астатической системы по отношению к погрешностям приборов и внешним возмущениям в управляющий сигнал вво­дят члены, пропорциональные интегралам от регулирующих ве­личин.

Функция F (и) может быть как линейной, так и нелинейной. В первом случае автопилот называется линейным, а во втором — нелинейным. Для линейного автопилота выражение (41) можно представить в виде

                            (43)

или

                            (44)

Лекция 10.

План

1. Законы управления автопилотов.

2. Принцип действия автопилотов.

В зависимости от вида передаточной функции фильтра в це­пи обратной связи  с выхода автопилота на его вход полу­чаются автопилоты с разными законами управления. Если чис­литель передаточной функции  содержит свободный член, то получаем статический автопилот. В статическом автопилоте каждому значению отклонения регулируемого параметра в уста­новившемся состоянии соответствует определенное положение регулирующего органа. При постоянных возмущениях, действу­ющих на объект, система со статическим автопилотом будет да­вать статические погрешности. При отсутствии свободного члена в числителе передаточной функции  получаем астатический автопилот.

    Рассмотрим частные случаи. Если  то получаем закон управления автопилота с жесткой обратной связью. При таком законе управления система будет иметь статические погрешно­сти. Однако сравнительная простота технической реализации и в ряде случаев удовлетворительные динамические характеристики способствуют широкому распространению автопилотов с такими законами управления.

  Если , то получаем закон управления автопилота со скоростной обратной связью. Автопилоты со скоростной об­ратной связью не дают статических погрешностей, но оказыва­ются более сложными. Вместе с тем такие автопилоты обеспечи­вают более слабую реакцию самолета на турбулентные возму­щения в атмосфере по сравнению со статическими автопилотами.

Наконец, если , то имеем закон управления автопилота с изодромной обратной связью. Эти автопилоты от­личаются от автопилотов со скоростной обратной связью, в ча­стности, тем, что в цепи обратной связи применяется не идеаль­ное, а реальное дифференцирующее звено. Это обстоятельство позволяет обойтись в прямой цепи без сигналов, пропорциональ­ных угловому ускорению, что упрощает схему автопилота.

    Закон управления характеризует потребные значения дина­мических характеристик автопилота, т. е. потребные закономер­ности, связывающие входные и выходные сигналы автопилота. Точная техническая реализация законов управления затруднена тем, что в реальных автопилотах элементы обладают динамическими погрешностями. Так, например, передаточные функции реальных дифференцирующих звеньев отличаются от передаточ­ных функций идеальных звеньев и т. д.