| 词条 | 自动驾驶仪 |
| 释义 | § 简介 自动驾驶仪 自动驾驶仪是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，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。在导弹上，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，实现稳定和控制功能。[1] 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，战术导弹由于工作时间短、工作环境条件恶劣（如很大的过载）等较少采用数字式自动驾驶仪。微型计算机出现后，战术导弹开始采用数字式自动驾驶仪。近代空战中，自动驾驶仪能以最佳方式操纵战斗机，例如以最短的时间飞到最有利的位置。在导弹攻击目标时，自动驾驶仪与制导系统配合使导弹能识别敌友、分析敌情变化并作出最优决策。这就要求自动驾驶仪具有智能的功能。[1] 在现代军事科学方面，自动驾驶仪因可替代人驾驶飞机被应用于无人机方面，包括无人定翼飞机和无人直升机等无人飞行器。使用MEMS惯性器件和全球定位系统相结合的GPS/INS组合导航系统、使用自适应和神经网络等高级控制算法以及体积小重量轻集成度高都已经成为了现代自动驾驶仪的标志。[1] § 发展史 HeliAP无人直升机自动驾驶仪外观 1914年，美国人斯派雷制成了电动陀螺稳定装置，成为了自动驾驶仪的雏形。20世纪30年代，为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，用于保持飞机平直飞行。[2] 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，自动驾驶仪发展成飞行自动控制系统。50年代后期，又出现自适应自动驾驶仪，能随飞行器特性的变化而改变自身的结构和参数。[2] 60年代末，数字式自动驾驶仪在阿波罗飞船中得到应用。自动驾驶仪种类很多，可按能源形式、使用对象、调节规律等分类。现代自动驾驶仪的趋势是向数字化和智能化方向发展。 现代自动驾驶仪已广泛应用于飞机，而且一般都是数字式自动驾驶仪。机载计算机能够确定最佳飞行路线，包括爬升和下降等，并对油门和各控制翼面发出指令。各种先进的显示屏幕取代了种类繁多的仪表盘，直观地显示出沿途检验点和飞机航向等信息。[2] § 原理及组成 HeliAP无人直升机自动驾驶仪地面站软件 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] § 分类及特点 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。[1] 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。[1] 自动驾驶仪（飞机回路示意图） 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。[1] 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。[1] |
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