3. La tenue d’altitude

Chapitre 3/(diapositive n° 1) Pilotage automatique des aéronefs – Cours de M. Cougnon

3. La tenue d’altitude 3. La tenue d’altitude

But Conserver l’altitude de l’avion affichée par le pilote. Il s’agit d’une régulation.

Pourquoi ? L’altitude est un paramètre de navigation important.


Loi de pilotage

m =

ordre nul

c = 0 mc = 0

m <

ordre « à monter » donc c > 0 mc < 0

m > c= 0

ordre « à descendre »

c < 0 mc > 0

ATTENTION : il s’agit de variations autour d’un point d’équilibre

mz

c0mc

cz

mzc

0mc

cz

cm zz 0c

0mc

Indice c = consigneIndice m = mesuré


Méthode d’étude

• A des fins de simplification, les calculs préliminaires seront exécutés sur le modèle avion avec les modes « OI » et « Ph » découplés.

• Dans l’étude générale réalisée sous MATLAB on négligera l’amortisseur de tangage.

• Les simulations seront réalisées sur le modèle complet décrit sans découplage des modes à partir d’une représentation d’état adaptée.


Schéma fonctionnel

Loi BdG

Amortisseur de tangage

Mesure de z

1Kp

1 0cz

mc

1

+

mz

Loi z

zK z z

Mesure de

1

qK

q

1+

+Gyromètre

+

m

q

Loi q

ATTENTION aux signes

c

+ p

1 qmcmc

q

Kz zcz

+

zK


Fonction de transfert z/

Pour la tenue d’altitude on considère que seule la phugoïde (mode lent) intervient. On admet que la vitesse est constante (sinon on à recours à une automanette) et que q # 0.

θ

γ

γ

z

θ

z

p

Vp

γ

zγVz é

é

)(

)()( qKθKθKZγθZδZαZγ qcθθmmmα

La tenue d’assiette jouant son rôle c et dans ce cas q = 0.Par ailleurs les hypothèses permettent d’écrire :

γZθZγ αα

α

α

Zp

Zp

θ

γ

)(

)()(

Zpp

ZVp

z é


Fonction de transfert

)( avec

)(2

)(

)(

)()()(

220

300

mZmZ

KpKmKωpmKωζp

pmK

Zpp

ZVKFTBO

FTBFZpp

ZVKp

zz

zpFTBO

mm

mqnmqni

mézz

éz

cz

ii

K

KΚ

Κ

)(

)(

)2(

2

)()(

22

30

2

40

5

0

00

0

Κ

Κ

ΚK

Κ

Κ

KZVK

pKZmKZVK

pKmZKZωZK

pmKZωζZKmKω

pZmKωζp

pmKZVKpFTBF

éz

méz

mqn

mqnimqn

mqni

mézz

i

ii

i

ATTENTION aux signes


Étude par le lieu de Evans : normalisation de la FTBO

)(1)(1

)()(

)(2

)(

)(

)(

220

300

pkg

FTBO

pFTBO

pFTBOpFTBF

KpKmKωpmKωζp

pmK

Zpp

ZVKFTBO

FTBFZpp

ZVKFTBO

z

z

z

zz

mqnmqni

mézz

ézz

ii

KΚ

Κ

KpKmKωpmKωζpZpp

mp

pg

ZVKmKk

mqnmqni

mz

ézmz

iiKΚ

K

)(2)()(

0

220

300


Étude par le lieu de Evans : tracé du lieu

3 pôles de l’amortisseur de la tenue d’assiette

5 points de départ

1 point d’arrivée

4

244

12

zérospôlesa

a

Tracer l’allure du lieu d’Evansà la main

KpKmKωpmKωζpZpp

mp

pg

ZVKmKk

mqnmqni

mz

ézmz

iiKΚ

K

)(2)()(

0

220

300


Utilisation de SISO design tool

Transfer function:

799 s + 264.2---------------------------------------------------------s^5 + 3.49 s^4 + 14.9 s^3 + 8.177 s^2 + 1.117 s

>> FTBOz=Tteta_bf1*tf([V*Zal],[1 Zal 0])


12% de dépassement


dB8,26Mg

• f

rad/s07,10 zc

rad/s164,0z

55M


Réponse indicielle

D1 = 13%

tr5% = 24,6 s

>>FTBFz=feedback(0.000816*FTBOz,1);>>step(FTBFz);


Performance de la tenue d’altitude

%13

6,24

rad/s06,1

10.181

10.16,8

%1

%5

4

4

D

st

K

K

rz

osc

zosc

z


Simulation de la tenue d’altitude du modèle complet


Réponse indicielle de la boucle de tenue d’altitude


TRAVAIL DEMANDE

• Etudier pour le point de vol n°2 :– La tenue de pente

– La tenue d’altitude

• Conduire les études selon la démarche suivi dans le cours en supposant que les modes peuvent être découplés (pas de termes de couplage = modèle simplifié)

• Utiliser les fonctions de transfert dans un premier temps pour les études et la simulation

• Utiliser la représentation d’état en simulation pour un approfondissement si le temps le permet.

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