航空姿态控制测试题及答案

航空姿态控制测试题及答案姓名：____________________

一、选择题（每题2分，共20分）

1.航空姿态控制中，以下哪个参数表示飞机绕横轴旋转的角度？

A.偏航角

B.俯仰角

C.滚转角

D.副翼角

2.在俯仰角控制中，以下哪种控制方式可以增加飞机的俯仰力矩？

A.减小升降舵偏角

B.增大升降舵偏角

C.减小方向舵偏角

D.增大方向舵偏角

3.以下哪个部件在飞机姿态控制中用于产生偏航力矩？

A.方向舵

B.升降舵

C.副翼

D.水平尾翼

4.在飞机姿态控制中，以下哪个参数表示飞机绕纵轴旋转的角度？

A.偏航角

B.俯仰角

C.滚转角

D.副翼角

5.以下哪个部件在飞机姿态控制中用于产生俯仰力矩？

A.方向舵

B.升降舵

C.副翼

D.水平尾翼

6.在飞机姿态控制中，以下哪个参数表示飞机绕横轴旋转的速度？

A.偏航角速度

B.俯仰角速度

C.滚转角速度

D.副翼角速度

7.以下哪个部件在飞机姿态控制中用于产生副翼力矩？

A.方向舵

B.升降舵

C.副翼

D.水平尾翼

8.在飞机姿态控制中，以下哪个参数表示飞机绕纵轴旋转的速度？

A.偏航角速度

B.俯仰角速度

C.滚转角速度

D.副翼角速度

9.以下哪个部件在飞机姿态控制中用于产生俯仰力矩？

A.方向舵

B.升降舵

C.副翼

D.水平尾翼

10.在飞机姿态控制中，以下哪个参数表示飞机绕横轴旋转的速度？

A.偏航角速度

B.俯仰角速度

C.滚转角速度

D.副翼角速度

二、填空题（每题2分，共20分）

1.航空姿态控制是指对飞机的_________、_________和_________进行控制。

2.在俯仰角控制中，通过改变_________的偏角来产生俯仰力矩。

3.在偏航角控制中，通过改变_________的偏角来产生偏航力矩。

4.在滚转角控制中，通过改变_________的偏角来产生滚转力矩。

5.航空姿态控制系统的基本组成包括_________、_________和_________。

6.航空姿态控制系统的控制对象是_________。

7.航空姿态控制系统的控制目标是_________。

8.航空姿态控制系统的控制策略包括_________、_________和_________。

9.航空姿态控制系统的控制效果可以通过_________、_________和_________来评估。

10.航空姿态控制系统的控制方法包括_________、_________和_________。

四、计算题（每题5分，共25分）

1.已知飞机在俯仰角控制中，升降舵的偏角为10度，飞机的空速为200节，飞机的升降舵面积为2平方米，飞机的重力加速度为9.8m/s²。求升降舵产生的俯仰力矩。

2.设飞机在偏航角控制中，方向舵的偏角为5度，飞机的空速为250节，飞机的方向舵面积为1.5平方米，飞机的重力加速度为9.8m/s²。求方向舵产生的偏航力矩。

3.计算飞机在滚转角控制中，副翼产生的滚转力矩。已知副翼的偏角为7度，飞机的空速为300节，飞机的副翼面积为1.2平方米，飞机的重力加速度为9.8m/s²。

4.某型飞机在俯仰角控制中，升降舵的效率为0.8，飞机的重力为10000N，飞机的俯仰角速度为0.5rad/s。求升降舵产生的俯仰力矩。

5.设飞机在偏航角控制中，方向舵的效率为0.7，飞机的重力为12000N，飞机的偏航角速度为0.3rad/s。求方向舵产生的偏航力矩。

五、简答题（每题5分，共25分）

1.简述航空姿态控制系统的基本组成及其各自的功能。

2.解释什么是俯仰角、偏航角和滚转角，它们在飞机姿态控制中的作用是什么？

3.航空姿态控制系统中的反馈控制与开环控制有何区别？

4.简要说明飞行控制系统中的稳定性和鲁棒性的概念及其重要性。

5.航空姿态控制系统中，如何实现飞机的姿态稳定和姿态跟踪？

六、论述题（10分）

论述航空姿态控制系统在飞行安全中的重要性，并分析影响姿态控制系统的关键因素。

试卷答案如下：

一、选择题答案及解析思路：

1.C解析：滚转角表示飞机绕横轴旋转的角度。

2.B解析：增大升降舵偏角可以增加飞机的俯仰力矩。

3.A解析：方向舵用于产生偏航力矩。

4.B解析：俯仰角表示飞机绕纵轴旋转的角度。

5.B解析：升降舵用于产生俯仰力矩。

6.C解析：滚转角速度表示飞机绕横轴旋转的速度。

7.A解析：方向舵用于产生副翼力矩。

8.C解析：滚转角速度表示飞机绕纵轴旋转的速度。

9.B解析：升降舵用于产生俯仰力矩。

10.C解析：滚转角速度表示飞机绕横轴旋转的速度。

二、填空题答案及解析思路：

1.姿态、速度、加速度

2.升降舵

3.方向舵

4.副翼

5.控制律、执行机构、传感器

6.飞机

7.实现飞机的姿态稳定和姿态跟踪

8.稳态控制、动态控制、自适应控制

9.动态响应、稳态误差、鲁棒性

10.遥感控制、自动控制、人工控制

四、计算题答案及解析思路：

1.解析：M=F*d=(0.5*200*2*9.8)*sin(10°)≈193.2Nm

2.解析：M=F*d=(0.5*250*1.5*9.8)*sin(5°)≈36.7Nm

3.解析：M=F*d=(0.5*300*1.2*9.8)*sin(7°)≈55.5Nm

4.解析：M=η*F*v=0.8*10000*0.5≈4000Nm

5.解析：M=η*F*v=0.7*12000*0.3≈252Nm

五、简答题答案及解析思路：

1.解析：航空姿态控制系统的基本组成包括控制律、执行机构和传感器。控制律用于确定控制输入，执行机构用于产生控制力矩，传感器用于测量飞机的姿态和速度。

2.解析：俯仰角表示飞机绕纵轴旋转的角度，偏航角表示飞机绕横轴旋转的角度，滚转角表示飞机绕垂直轴旋转的角度。它们在飞机姿态控制中分别对应飞机的俯仰、偏航和滚转运动。

3.解析：反馈控制通过测量实际输出与期望输出之间的差异来调整控制输入，而开环控制没有反馈机制。反馈控制可以提高系统的稳定性和鲁棒性。

4.解析：稳定性指系统在受到扰动后能够恢复到平衡状态的能力，鲁棒性指系统在参数变化或外部干扰下仍能保持性能的能力。稳定性和鲁棒性对飞行安全至关重要。

5.解析：实现飞机的姿态稳定和姿态跟踪可以通过设计合适的控制律，利用传感器反馈信息，调整执行机构的控