邊界控制系統(tǒng)，又稱包線限制系統(tǒng)，是指對(duì)飛機(jī)的一些重要狀態(tài)變量的邊界值包線實(shí)現(xiàn)限制的飛行控制系統(tǒng)。其目的是減輕駕駛員的工作負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)無(wú)憂慮操縱，并保證飛機(jī)安全和實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的作戰(zhàn)性能。

概述

通常應(yīng)考慮的包線限制可分為以下幾種：

（1）與失去控制相對(duì)應(yīng)的限制 主要是對(duì)飛機(jī)的迎角、側(cè)滑角和空速的限制。迎角超過(guò)最大升力迎角將會(huì)引起飛機(jī)失速和尾旋。迎角過(guò)大還將引起橫側(cè)向不穩(wěn)定。對(duì)于靜不穩(wěn)定飛機(jī)，當(dāng)最大平尾偏度引起的低頭力矩不足以抵消大迎角帶來(lái)的上仰力矩時(shí)，電傳操縱系統(tǒng)便失去了靜穩(wěn)定的補(bǔ)償作用。而側(cè)滑角也應(yīng)限制在允許的范圍之內(nèi)，否則也會(huì)造成過(guò)大的側(cè)向過(guò)載。對(duì)于飛機(jī)，其空速既不能過(guò)高也不能過(guò)低。飛機(jī)速度不斷提高會(huì)引起飛機(jī)機(jī)翼的彈性伺服振蕩阻尼降低，從而引起飛機(jī)伺服彈性顫振，為此應(yīng)將飛機(jī)的飛行速度限制在臨界顫振速度之內(nèi)；而飛機(jī)速度過(guò)小，將有可能造成失速。

（2）與飛機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)力過(guò)大相對(duì)應(yīng)的限制主要是對(duì)過(guò)載、滾轉(zhuǎn)角速率等參數(shù)的限制。過(guò)載過(guò)大，將會(huì)造成飛機(jī)部件的應(yīng)力疲勞，甚至損傷破壞。與此類似，如果滾轉(zhuǎn)速度過(guò)高，將使機(jī)翼承受較大的載荷。

（3）與駕駛員耐力相關(guān)的限制 就是在定常條件下，過(guò)載的大小以及在瞬變條件下，對(duì)過(guò)關(guān)參數(shù)的限制等。

在設(shè)計(jì)邊界限制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)區(qū)分以下兩種包線：

限制包線

允許駕駛員在應(yīng)急情況下，超過(guò)該包線邊界，但其后果可能使飛機(jī)發(fā)生某些永久性的變形。

極限包線

超過(guò)該包線邊界將會(huì)引起飛機(jī)損失。

在邊界限制控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循以下準(zhǔn)則：就所有的駕駛指令而言，可達(dá)到的包線必須盡可能寬，而又不超過(guò)限制包線；而就某個(gè)穩(wěn)定和意義的駕駛指令而言，可達(dá)到的包線能夠擴(kuò)大，因此它將盡可能寬而不超過(guò)極限包線。

邊界限制方案分析

早期的電傳操縱系統(tǒng)，對(duì)參數(shù)邊界限制僅采用一種告警方案，即當(dāng)某個(gè)參數(shù)超過(guò)設(shè)定的邊界值時(shí)，系統(tǒng)就以聲響或燈光方式提示駕駛員，由駕駛員采取措施加以限制。而現(xiàn)代電傳操縱系統(tǒng)，均采用控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同參數(shù)的邊界限制。

利用控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)邊界限制的基本方案是，使用不同的方法控制飛機(jī)相應(yīng)參數(shù)的時(shí)間響應(yīng)歷程，從而使其在給定的邊界范圍內(nèi)。常用的技術(shù)有：使用飛機(jī)控制系統(tǒng)的前饋和反饋控制；使用適當(dāng)?shù)姆蔷€性控制技術(shù)及模型跟蹤技術(shù)等?？紤]到飛機(jī)的邊界控制是飛機(jī)飛行條件的函數(shù)，因此，邊界限制系統(tǒng)的參數(shù)應(yīng)隨高度、空速和外部載荷而變。

迎角邊界限制系統(tǒng)有兩種實(shí)現(xiàn)方法：一種方法是采用專門的閉環(huán)控制系統(tǒng)，對(duì)迎角進(jìn)行限制；另一種方法是在通常的電傳操縱系統(tǒng)中加入適當(dāng)?shù)挠窍拗破鳌?/p>