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直升机稳定性的基本概念

时间:2019-05-13 10:57来源:未知 作者:admin 点击:
  直升机稳定性的基本概念
  直升机稳定性(指动稳定性)的定义与其它系统稳定性的定义是相同的,即如果系统受外界扰动,不论它的初始偏差有多大,当扰动消除后,都能以足够的准确度恢复到初始平衡状态,这种系统就是稳定的系统。例如某直升机在定常前飞中,受到阵风干扰,使倾斜角γ偏离了初始值γ。,当阵风过后,倾斜角若能恢复到γ。,则该直升机的横向运动就是稳定的,否则,就是不稳定的。从直升机对这一扰动(对其它外作用也是同样)的时间响应来看,它与任何系统的时间响应一样,都由稳态过程和动态过程两部分组成。稳态过程是指,当时间t趋于无穷大时,系统的输出状态,即系统输出量复现输入信号的程度,若不能完全复现输入信号,则认为系统存在稳态误差。动态过程是指系统从初始状态到最终状态的响应过程,动态过程可能是衰戒的、发散的或等幅振荡的。显然,只有动态过程才能提供稳定性的信息,分析系统的稳定性必须着眼于系统的动态过程。
  在动态过程中,各变量之间的关系可以用微分方程来描述。而且绝大多数系统,在一定的条件下,都可用线性微分方程来描述。从数学的观点看来,分析稳定性也就是解一组微分方程,微分方程的解由两部分组成:―部分是非齐次方程的特解,它表示系统在外作用下运动的稳态分量I另一部分是对应的齐次方程的通解,它表示系统在外作用下运动的过渡过程分量,与系统本身的参数有关,显然,要了解系统的稳定性,必须求出系统齐次方程的通解。如果系统的齐次镦分方程的特征方程的根都具有负实部,那么,系统就是稳定的;否则,只要有一个根具有正的实部,动态过程就是发散的,系统就是不稳定的;如果在所有根中,只要有一个零根,其动态过程就逐渐趋于随迂平衡,若只有一对虚根,动态过程就逐渐趋于等幅振荡,系统处于稳定与不稳定边界。
  于是可得出如下结论:系统稳定的充要条件就是系统特征方程所有的根都具有负的实部。若把特征方程的根表示在复平面上,显然,系统稳定的充要条件就是特征方程所有的根都分布在虚轴的左边。
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