Свойства и динамические характеристики летчика как звена СУ

Летчик (челвек-оператор) может быть представлен в первом приближении в виде совокупности трех динамических звеньев, отображающих воспринимающие органы, центральную нервную систему и двигательные органы (см. рис).

Воспринимающие органы – органы чувств летчика, с их помощью воспринимается и передается поступающая информация. В задачах управления самолетом используется зрение и отчасти слух.

В центральной нервной системе происходит опознование информации. Ее оценка и выработка ответных реакций на внешние разражения.

Благдаря органам чувств и центральной нервной системе летчику свойственно: восприятие информации; запоминание; различение; распознование; ассоциирование; сравнение; обучение; обобщение; рассуждение и внимание.

       По двигательным нервам от головного мозга поступают импульсы к мускульным волокнам двигательных органов. Благодаря которым возбуждаются или расслабляются мускулы, вследствие чего осуществляется силовое воздействие на органы управления самолета. При этом в центральную систему подается информация о степени напряженности мускулов.

Летчик, включенный в СУ, может рассматриваться как линейная динамическая система (см. рис).

1. Блок запаздывания, характеризующий время, потребное для возбуждения рецепторов, прохождения сигнала возбуждения нервной системы, для интерпретции полученной информации и осуществления необходимых расчетов.

2. Корректирующий блок, отражающий способность летчика к самоностройке т.е. к приспособлению своих динамических характеристик к динамическим характеристикам остальной части системы и особенностям входного сигнала. Этот блок преобразует входной сигал в команду нейро-мускульной системе.

При управлении инерционным объектом для обеспечения хороших динамических характеристик замкнутой системы, включающей летчика, необходимо, чтобы последний работал с опережением, т.е. реагировал бы не только на изменение входного сигнала, но и на скорость его изменения. Поэтому чем больше потребное значение постоянной времени , тем труднее ему дается процесс управления, тем выше требования к точности определения скорости изменения входного сигнала.

При управлении малоинерционным объектом (с широкой полосой пропускания) для обеспечения хороших динамических характеристик замкнутой системы необходимо, чтобы коррекция, вводимая летчиком имела интегральный характер, т.е. чтобы летчик реагировал на лишь на величину изменения входного сигнала, причем не только величиной отклонения органа управления, но и скоростью его перемещения. Это управление проще управления с опережением, поскольку летчик не оценивает скорость изменения входного сигнала, он дозирует скорость своей реакции.

3. Нейро-мускульный блок – характеризует запаздывание между командой, идущей в нейро-мускульную систему, и реакцией перемещения РУС на команду.

Наиболее простым режимом работы летчика является режим, при котором летчик реализует ПФ усилительного звена. В этом случае его модель описывается следующей ПФ

Для системы с летчиком в замкнутом контуре управления благодаря динамическим характеристикам летчика резерв повышения точности заключен в полосе пропускания системы по амплитуде. Сокращая полосу пропускания, можно повысить усиление в контуре управления, т.е. статическую точность. Однако коэффициент усиления летчика в сильной степени зависит от нагрузки на органы управления и чрезмерное загружение летчика может привести к тому, что летчик в силу естественных физических ограничений не сможет обеспечить достаточно высокий коэффициент.

Тема 5. (8 ч., СРС 5 ч.)