Rozwój systemów sterowania obiektami latającymi datuje się od początku XX w. W latach 1910-1912 panowie Sperry zaproponowali pierwszy dwuosiowy system stabilizacji kata pochylenia i przechylenia samolotu zasilany sprężonym powietrzem oraz układ żyroskopu z takim samym napędem [80].
Uruchomienie po I wojnie światowej regularnej komunikacji lotniczej wywołało zapotrzebowanie na systemy stabilizacji kursu i wysokości lotu obiektu latającego. Intensywne prace prowadzone w latach 1920-1939 w ośrodkach: Royal Aircraft Establishment (Anglia), Askania i Siemens (Niemcy), National Advisory Committee for Aeronautics - obecnie NASA - i Sperry (USA) zaowocowały produkcją szeregu prototypów systemów stabilizujących trzech podstawowych wielkości: wysokości, kursu i przechylenia. Jednocześnie rozwija się dyscyplina wiedzy mechanika lotu i aerodynamika zawierająca tematykę z zakresu sterowania obiektami latającymi.
Pierwszy autopilot zasilany sprężonym powietrzem zaprojektowała i wykonała firma Askania w 1927 r. Użyto w nim do stabilizacji kursu żyroskopu wykonanego przez Sperry. Próby w locie autopilota Askania przeprowadzono na samolocie Graf Zeppelin - LZ127. Po raz pierwszy, w stosunku do tego systemu stabilizacji kursu, użyto nazwy autopilot.
W ślad za Askanią poszła druga firma niemiecka Siemens, która w 1935 r. rozpoczęła produkcję autopilotów z hydraulicznym mechanizmem wykonawczym.

Spis treści:

OZNACZENIA

1. WPROWADZENIE

2. DYNAMIKA RUCHU SAMOLOTU
2.1. Wprowadzenie
2.2. Układy współrzędnych
2.3. Ogólne równania ruchu samolotu względem Ziemi
2.4. Linearyzacja równań ruchu samolotu
2.5. Równania ruchu podłużnego samolotu
2.5.1. Ogólne równania ruchu podłużnego
2.5.2. Aproksymacja krótkookresowa i długookresowa ruchu podłużnego
2.5.3. Wpływ pochodnych aerodynamicznych na stabilność ruchu podłużnego
2.6. Równania ruchu bocznego samolotu
2.6.1. Ogólne równania ruchu bocznego
2.6.2. Uproszczone równania ruchu bocznego
2.6.3. Wpływ pochodnych aerodynamicznych na stabilność ruchu bocznego
2.7. Transmitancje samolotu
2.7.1. Transmitancje ruchu podłużnego
2.7.2. Transmitancje ruchu bocznego
2.8. Identyfikacja właściwości statycznych samolotu
2.8.1. Struktura modelu matematycznego samolotu
2.8.2. Zebranie danych pomiarowych
2.8.3. Obliczenie parametrów modelu
2.8.4. Weryfikacja modelu
2.8.5. Kierunki w identyfikacji modelu samolotu
2.9. Efekty skończonej sztywności samolotu

3. WŁAŚCIWOŚCI ATMOSFERY A RUCH SAMOLOTU
3.1. Wprowadzenie
3.2. Zakłócenia atmosferyczne
3.3. Model matematyczny zakłóceń atmosfery
3.3.1. Modele zakłóceń atmosfery
3.3.2. Kątowe równanie podmuchu wiatru
3.3.3. Uskok wiatru i mikrouderzenia
3.4. Efekt podmuchu w równaniach ruchu samolotu
3.5. Uwagi

4. WSKAŹNIKI JAKOŚCI LOTU SAMOLOTU
4.1. Wprowadzenie
4.2. Właściwości pilota jako operatora samolotu
4.3. Wymagania użytkowe samolotu
4.3.1. Wymagania ogólne:
4.3.2. Kryteria jakości lotu podłużnego
4.3.3. Kryteria jakości ruchu bocznego
4.4. Pojęcie komfortu lotu
4.5. Uwagi

5. STEROWANIE SAMOLOTEM W RUCHU PODŁUŻNYM
5.1. Wprowadzenie
5.2. Czujniki pomiarowe w układach sterowania ruchem podłużnym i bocznym samolotu
5.3. Sterowanie kątem pochylenia
5.3.1. Metodyka projektowania wstępnego układów sterowania samolotem
5.3.2. Dobór parametrów układów sterowania kątem pochylenia
5.4. Tłumik pochylenia
5.5. Układy stabilizacji wysokości lotu
5.5.1. Struktura układu stabilizacji wysokości lotu
5.5.2. Metodyka projektowania astatycznego autopilota stabilizacji wysokości z regulatorem PI
5.6. Układy stabilizacji prędkości
5.7. Elementy nieliniowe w układach sterowania podłużnego
5.8. Uwagi

6. STEROWANIE SAMOLOTEM W RUCHU BOCZNYM
6.1. Wprowadzenie
6.2. Automat stateczności bocznej
6.3. Układ sterowania kątem przechylenia
6.3.1. Ogólna struktura układu
6.3.2. Układ SA
6.3.3. Układ PA
6.4. Układ sterowania kursem samolotu
6.5. System sterowania samolotem według VOR
6.6. Sprzężenia skrośne w układach sterowania samolotem
6.7. Uwagi

7. SYSTEMY AUTOMATYCZNEGO LĄDOWANIA
7.1. Wprowadzenie
7.2. Przyrządy automatycznego lądowania
7.3. Systemy automatycznego podejścia do lądowania
7.3.1. Struktury układów sterowania w fazie podejścia do lądowania
7.3.2. Sterowanie ruchem podłużnym samolotu w fazie podejścia do lądowania
7.3.3. Sterowanie ruchem bocznym samolotu w fazie podejścia do lądowania
7.4. Sterowanie automatyczne w locie nad skonfigurowanym terenem
7.5. Uwagi

8. AKTYWNE STEROWANIE SAMOLOTEM
8.1. Wprowadzenie
8.2. Bezpośrednie sterowanie siłą nośną
8.3. Synteza ręcznego układu sterowania aktywnego
8.4. Synteza dwukanałowego układu automatycznego sterowania aktywnego ruchem podłużnym samolotu
8.5. Uwagi

9. METODY ADAPTACYJNE I OPTYMALIZUJĄCE STEROWANIE SAMOLOTEM
9.1. Wprowadzenie
9.2. Problemy optymalizacji ruchu samolotu
9.3. Adaptacyjne systemy sterowania samolotem
9.3.1. Modele układów adaptacyjnych
9.3.2. Algorytmy sterowania adaptacyjnego
9.4. Metody sterowania krzepkiego
9.4.1. Metoda H
9.4.2. Metoda QFT
9.4.3. Metoda sterowania rozmytego

DODATKI
D1. Wprowadzenie do rachunku macierzowego
D2. Metoda linii pierwiastkowych
D3. Charakterystyki częstotliwościowe w projektowaniu układów regulacji automatycznej

LITERATURA

Streszczenie

Abstract