张亚婷 王 伟

北京航天自动控制研究所，北京100854

近年来，三回路自动驾驶仪结构应用广泛［1］，其具有良好的系统稳定性、快速性和鲁棒性［2］。在三回路驾驶仪的设计中，系统期望闭环极点由时间常数、阻尼系数和自振频率共同决定，如果能直接提出系统闭环自振频率指标，则可利用经典极点配置的方法，求解设计参数［3］。但一般情况下，自振频率的提出需要大量的工程经验，往往很难准确获得;同时由于舵机、加速度计和角速率陀螺等硬件及滤波器等部件的动态特性，对系统稳定性的影响无法忽略，设计中需要在各硬件对应频率处对相位进行有效补偿。因此，对系统开环穿越频率的研究更有工程价值［4］。

本文首先介绍一种新结构的三回路自动驾驶仪，即伪攻角反馈过载驾驶仪［5］，在此基础上，分析考虑开环穿越频率约束的极点配置设计方法，并进一步考虑伺服特性，在引入附加极点的情况下，将系统开环穿越频率设计至期望值附近。

1 伪攻角反馈过载驾驶仪

伪攻角反馈过载驾驶仪有2种构造方式，分别以加速度信息和姿态角速率信息计算伪攻角。从数学方面分析，2种构造方式完全等价;从工程实现方面，一种利用了加速度计的测量信号，一种利用了角速率陀螺的测量信号，2种方式都没有增加对硬件资源的要求［6］。图1所示为一种以姿态角速率信息获得伪攻角的驾驶仪结构框图(其中kg，ωi，ka为各回路反馈系数，GACT，Ggz，GAC分别表示伺服机构、速率陀螺和加速度计)。……