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的關系。自動駕駛儀是一種能夠自動保
持或改變飛機運動狀態的自動控制器，
其輸入量與輸出量之間的關系叫做自動
駕駛儀的控制規律。
4.1.2 角位移式自動駕駛儀的控制規律及
調節原理
目前角位移自動駕駛儀的控制規律可以分為比例式和
積分式兩大類。
比例式控制規律指舵面偏轉角與自動駕駛儀輸入信號
(被控量的偏差)之間成比例關系；積分式控制規律是
指舵面偏轉角與自動駕駛儀輸入信號(被控量的偏差)
之間成積分關系，或舵面偏轉角速度與自動駕駛儀輸
入信號(被控量的偏差)之間成比例關系。
采用比例式控制規律構成的自動駕駛儀稱做比例式自
動駕駛儀；采用積分式控制規律構成的自動駕駛儀稱
做積分式自動駕駛儀。.
比例式自動駕駛儀又叫有差式自動駕駛儀；積分式自
動駕駛儀又叫無差式自動駕駛儀。
4.1 自動駕駛儀的工作原理
自動駕駛儀控制飛機有兩種工作狀態，一種是穩定狀
態，另一種是操縱狀態。所謂穩定狀態，是指穩定給
定的基準狀態，也就是穩定飛機沿三個軸的角運動，
其目的是使飛機的飛行盡量不受外界干擾的影響，自
動駕駛儀這時的作用是消除飛機相對給定基準的偏
離。所謂操縱狀態是指外加一個控制信號去改變飛機
原基準狀態的運動。控制信號相當于在原基準信號的
基礎上再附加一個給定的增量信號，該信號可以來自
駕駛員在控制面板上的控制，也可以來自其他系統如
飛行管理計算機等。利用操縱狀態就可以自動地控制
飛機按所期望的姿態飛行了。
4.1 自動駕駛儀的工作原理
本節將以角位移自動駕駛儀的俯仰通道為例說明姿態角俯仰控制系
統的原理。如圖所示為俯仰角( )自動控制系統的方框圖。其中
為垂直陀螺儀感受到的俯仰角信號輸出電壓
為控制電壓， 和經綜合解算后送到舵回路(其傳遞函數
為)。
其中各參數的含義如下：
為飛機俯仰角變化量；
為垂直陀螺感受到飛機俯仰角變化后的輸出電壓；
為垂直陀螺感受到的單位姿態角變化對應的輸出電壓值；
為實現飛機操縱狀態的給定電壓值。
U K 1 *
U
g U
G (s)
U
U
1 K
g U
4.1 自動駕駛儀的工作原理
4.1 自動駕駛儀的工作原理
1．比例式自動駕駛儀的控制規律
忽略舵回路的慣性，則其傳遞函數近似為比例環節，那
么，不難得出升降舵的舵偏角的增量：
其中
由此可見，升降舵的舵偏角增量與俯仰角偏差成比例關系。
具有這種控制律的姿態角自動控制器稱為比例式自動駕駛儀。又因
為這種比例關系完全靠舵回路的位置反饋來實現的，而位置反饋又
稱硬反饋，所以比例式自動駕駛儀也稱“硬反饋式自動駕駛儀”。
G (s) K
1 * ( ) ( ) e g g g K U U K K K U L
1
1
g ,
g
U
L K K
K
( ) g
4.1 自動駕駛儀的工作原理
穩定狀態下工作原理分析如下：
設飛機以一定速度等速水平直線飛行，飛機的升力和
重力保持平衡，初始迎角和俯仰角相同。如果受到某
一干擾后(如抬頭)，出現俯仰角偏差， 為
初始俯仰角。感受飛機姿態的垂直陀螺儀或慣性基準
系統檢測出俯仰角增量，并輸出與其成比例的電
壓信號，經綜合裝置加到舵回路的輸入信號
為。舵回路輸出將驅動升降舵向下偏轉即>0，
由升降舵向下偏轉產生氣動力矩使飛機低頭， 角逐漸
減小。適當選擇可以保證趨于零時，
也趨于0，保證飛機繼續進行水平飛行，其修正過程如
下圖所示。
0 0 0
1 U K *
u e
1 L K K e
4.1 自動駕駛儀的工作原理
4.1 自動駕駛儀的工作原理
g
g 1 g U K
e
操縱狀態下作用原理為：
在水平飛行過程中，若想改變飛機的姿態使其保持一個新的俯仰
角飛行時，駕駛員通過操縱輸人裝置，外加控制信號>0，則有
輸入信號經綜合放大送到舵回路，舵回路在此輸入信
號的作用下控制升降舵向上偏轉，即<O，從而產生抬頭力矩，
俯仰角增大。垂直陀螺或慣性基準系統感受到俯仰角的逐漸增
大，并送出一負反饋信號逐漸與控制信號相平衡。通過
適當選取參數，可以使得當飛機的俯仰角變化量理想俯
仰角變化量時，舵回路的輸入信舵偏角量
,飛機將保持在新的姿態角上，其控制過程如下圖所示。
1 U K
L
g U 0
0 e
4.1 自動駕駛儀的工作原理
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自動飛行控制系統(2)
