Wie oft aktualisiert ein Autopilot die Positionen der Steuerflächen?

Wie oft aktualisiert ein Autopilot die Position der Querruder (oder anderer Steuerflächen) während des Reiseflugs? Pro Sekunde, pro Minute oder etwas anderes?

Antworten (5)

So oft, dass es für jeden Beobachter (visuell oder taktil) kontinuierlich erscheint.

Ich sage dies als jemand, der 2500 Stunden mit einem Flugzeug der Transportkategorie gefahren ist. Der Flight Director bietet eine kontinuierliche Führung, der der Autopilot kontinuierlich folgt. Wenn Sie die Steuersäule bei eingeschaltetem Autopiloten halten (unter 10.000 Fuß halten Sie die Steuerungen auch bei aktiviertem Autopiloten), würden Sie dies als kontinuierliche Eingabe interpretieren (der Autopilot bewegt die Steuerungen so, als ob der andere Pilot fliegen würde).

Ich würde sagen, dasselbe gilt für jeden Autopiloten, den ich je benutzt habe, einschließlich eines wirklich alten Nav-o-Matic der Marke Cessna oder wie auch immer sie ihn nannten.

Gemäß dem Artikel Rekonfigurierbares Autopilotdesign für ein Hochleistungsflugzeug mit modellprädiktiver Steuerung wird jede Steuerfläche abhängig von den Anforderungen des Gesamtsystems mit einer anderen Rate aktualisiert. Was sie in ihren Experimenten verwendet haben (und höchstwahrscheinlich nicht in jedem Flugzeug gleich sind, weil sie testen werden, was erforderlich ist) ist wie folgt:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Bandbreitenspalte zeigt Ihnen, wie oft die Steuerfläche aktualisiert wird, und reicht von 3,9 Mal pro Sekunde (an der sich langsam bewegenden Vorderkante des Flügels) bis 13,8 Mal pro Sekunde (auf dem Querruder wegen der schnellen Reaktion des Flugzeugs auf Rollen). Steuereingänge).

Dies ist ein fester Wert, der während des Systementwurfs ausgewählt wurde und sich nicht basierend auf der Flugphase ändert (also wäre er derselbe, ob im Reiseflug oder in der Landekonfiguration).

Allgemeiner erwähnt das Papier auch, dass eine Steuerrate zwischen 5 Hz und 20 Hz für die meisten Flugzeuge ausreichend ist.

Dies ist nicht nur eine Autopilot-spezifische Frage, sondern auch eine designspezifische Frage, die je nach OEM (Original Equipment Manufacturer) und Flugzeugspezifikation unterschiedlich sein wird.

Normalerweise sendet der Autopilot in modernen Flugzeugen Befehle an das Flugsteuerungssystem, das dann Befehle an die Aktuatoren sendet, und diese Befehlsfolge erfolgt mit unterschiedlichen Raten. Diese Aktualisierungsrate könnte zum Beispiel 100 Hz (10 ms), 80 Hz (12,5 ms) oder sogar langsamer oder schneller sein, abhängig von dem Flugsteuerungssystem des Flugzeugs.

Der Befehl wird also nicht pro Sekunde oder Minute gesendet, sondern Hunderte von Befehlen pro Sekunde, da Befehle zum Bewegen der Steuerfläche die kritischsten Befehle in einem Flugzeug sind.

Nun, ich erinnere mich, dass ich einen Nachtflug von Japan nach Großbritannien über Russland in einer JAl 747 gemacht habe und eine perfekte Sicht auf den Flügel hatte, und Nachtstart usw.

Und eine Sache, die mir aufgefallen ist, war, dass sich das innere Airelon einmal alle vier Sekunden bewegte, wie in einem Wechsel, weiter, weiter, weiter, kein vorhersehbares Auf oder Ab oder wie auch immer ... nur eine Bewegung von vielleicht 10 cm oder weniger, kontinuierlich ... war a Freude zu sehen und einige PID-Controller .. http://en.wikipedia.org/wiki/PID_controller

PID-Regler können ziemlich in Echtzeit sein - vielleicht war es in der Zeit dazwischen nur nicht wahrnehmbar.
@ Qantas94Heavy PID-Schleifen können je nach Design sehr schnell oder sehr langsam laufen. Sie können auch schnell sein, nehmen aber nur seltener eine körperliche Anpassung vor. Ich bin mir nicht sicher, wie sie in Autopiloten implementiert werden, aber PID-Schleifen haben eine Vielzahl von Implementierungen.
@lnafziger: Deshalb sagte ich kann ... Aber egal, es könnte die minimale Bewegung des inneren Querruders sein, die es so aussehen lässt, nicht der Controller.

Es kommt auf Hersteller und Modell an.

Obwohl es möglich ist, einen Autopiloten zu erstellen, der in Echtzeit/kontinuierlich aktualisiert, sind nicht alle Autopiloten tatsächlich dafür ausgelegt. Einige Autopiloten (insbesondere ältere) werden einmal pro Minute aktualisiert, manchmal sogar langsamer. Dafür gibt es mehrere logische Gründe – zum einen um Strom zu sparen, zum anderen um die Kosten zu senken – langsamere Computer waren früher erheblich billiger als solche, die schnell genug waren, um Echtzeit zu berechnen. Es ist auch einfach unnötig, die Bedienoberflächen ständig zu aktualisieren. Angenommen, Sie driften ein paar hundert Fuß vom Kurs ab, weil sich der Wind geändert hat, der Autopilot korrigiert innerhalb der nächsten Minute, und Sie werden am Ende fröhlich weiterfahren und Sie (als Pilot oder Passagier) hätten es nicht bemerkt. Die einzige Zeit, in der Sie kontinuierliche Aktualisierungen der Steuerflächen und der Motordrehzahl benötigen, ist während der Landung und wenn ich

Tatsächlich kann ein Autopilot, der die Steuerflächen kontinuierlich aktualisiert, einen ruckartigen Flug verursachen, da er ständig Windböen und Änderungen der Windrichtung automatisch korrigiert.

Die 777 und wahrscheinlich mindestens einige andere große, moderne Verkehrsflugzeuge haben Autoland-Fähigkeiten , können sie aber aufgrund der Verfügbarkeit von Bodengeräten oft nicht nutzen.
Ich stimme mit vielem von dem überein, was Sie sagen, aber wie egid erwähnt, gibt es zahlreiche Flugzeuge mit Autoland-Fähigkeit. Außerdem können Sie einen Autopiloten haben, der sich kontinuierlich anpasst und nicht ruckelt. Dafür sind Servos und PID-Regelkreise ausgelegt!
@lnafziger: PID ist sooo 1969 :D
Ein einminütiges Update ist nicht machbar, es sei denn, Sie haben ein absolut stabiles Flugzeug (z. B. einen Ballon oder ein Luftschiff).
@yankeekilo Hochflügel-Cessnas fliegen von selbst gerade und eben, ein Autopilot, der einmal pro Minute aktualisiert, reicht aus, um Kurskorrekturen vorzunehmen.
Es würde mich interessieren, ob Sie einen Autopiloten mit einem Aktualisierungsintervall von ~ 60 Sekunden ausgraben können. IMHO ist ein solches Update-Intervall unpraktisch, aber ich lasse mich gerne überraschen. Auch wirklich alte Hardware wäre analog und hätte kein wirkliches Verständnis für so etwas wie ein digitales Update-Intervall ...
@MishaP: Was würde passieren, wenn ein Windstoß mit langsamer Geschwindigkeit daherkäme?
@ Qantas 94 Heavy Wenn wir über Privatflugzeuge sprechen, müssen Sie sich darüber im Klaren sein, dass sie relativ instabil sind, und Sie sollten WIRKLICH eine manuelle Steuerung verwenden, um sie zu landen, KEINEN Autopiloten. Abgesehen davon bin ich sicher, dass irgendwann Autopiloten, die Flugzeuge bei böigem Seitenwind mit hoher Geschwindigkeit landen können, alltäglich sein werden (und wahrscheinlich gesetzlich vorgeschrieben sind, weil die Regierung den Flugzeugherstellern gerne sagt, wie sie ihr Geschäft führen sollen). Ich bin es einfach nicht sicher, dass es noch Autopiloten gibt.