この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
用語と定義
ISO 8625 の目的のため、用語には 2 つの要素の番号が与えられています。最初の要素は、その用語が定義されている ISO 8625 の部分の番号を指し、2 番目の要素は、その用語が定義されている ISO 8625 の参照番号を指します。一部。
例
4.3.38
速度対力/トルク特性
「速度対力/トルク特性」という用語は ISO 8625-4 で定義されています。
用語は英語の用語のアルファベット順に記載されています。
4.1 制御システムの分類
4.1.1
適応制御システム
さまざまな動作条件に応じてシステムパラメータを変更することでシステムパフォーマンスを向上させる制御システム
4.1.2
AFCS
自動飛行制御システム
自動制御コマンドを生成および送信し、自動または半自動の飛行経路制御を通じてパイロットを支援したり、外乱に対する機体の応答を自動的に制御したりする、電気、機械、および油圧コンポーネントで構成されるシステム
注記 1: この分類には、自動パイロット、スティックまたはホイールステアリング、自動スロットル、構造モード制御、および同様の機械化が含まれます。
注記 2: AFCS 機能には、対気速度保持、自動航行、全天候型着陸、自動地形追従、高度保持、機首方位保持、高度選択、機首方位選択、姿勢保持 (ピッチおよびロール)、横方向が含まれますが、これらに限定されません。加速と横滑りの制限、自動計器、ローアプローチマッハホールド、自動キャリア着陸、自動ベクタリングモード。
4.1.3
自動ブレーキ
特定のエネルギーレベルのブレーキの自動/電子制御
4.1.4
オートランド
航空機を完全な着陸まで導く自動/電子制御
4.1.5
オートスロットル
所定の姿勢と速度の組み合わせで推力を維持するために所定の位置を設定する制御手段
4.1.6
双安定制御システム
どちらの極性でも制御出力が完全にオンになる制御システム
注 1: 時間が入力によって変調される場合、そのシステムはパルス幅変調 (PWM) と呼ばれます。 「ON-OFF制御」「バンバン制御」という言葉が使われることもあります。これらのタイプの制御はデジタル制御に関連します。
4.1.7
閉ループ制御システム
入力コマンドに基づいて所望の出力を維持するために、出力パラメータの測定を使用してシステムを修正する制御システム
4.1.8
CAS
増強制御システム
制御システムが、指令された車両運動と実際の車両運動との間の誤差、および表面位置コマンド入力に応答する車両飛行制御システム。
4.1.9
制御および安定性強化システム
CAS (4.1.8) と SAS (4.1.20) の組み合わせ
4.1.10
制御権限
飛行制御システムで利用可能な操縦翼面またはフォースエフェクターのたわみの総量
注記 1: 接頭辞「パイロット」、「CAS」、または「SAS」は、それぞれパイロット、CAS, または SAS が利用できる合計のその部分を定義するためによく使用されます。
4.1.11
制御システム
変数の所定の値を達成するために意図的な誘導または操作が使用されるシステム
注記 1: 制御システムには、少なくとも 1 つの入力と 1 つの出力があります。
4.1.12
デジタル制御システム
デジタル信号を使用し、制御情報がデジタルである制御システム
4.1.13
飛行制御システム
航空機、ヘリコプター、ミサイルの制御飛行を可能にするシステム
注記 1: 「手動飛行制御システム」は、機械コンポーネントを介してパイロットコマンドを送信しますが、多くの場合、パイロットコマンドを増強するために電気コンポーネントが組み込まれています。この用語は、動力や力の支援なしにパイロットのコマンドを機械的に地表に送信するシステムに対しても使用されることがあります。
4.1.14
フライバイワイヤー(FBW)システム
ワイヤー制御(CBW)システム
制御情報と信号が完全に電気的手段によって送信される制御システム
4.1.15
フライ・バイ・ライト(FBL)システム
光による制御(CBL)システム
制御情報が光ファイバーケーブルを介して光によって送信される制御システム
注記 1: 真の FBL システムには、 FBW または機械的バックアップも、FBW または機械的オーバーライドもありません。
4.1.16
油圧ブースト
車両の制御に必要なパイロットの労力を軽減するための油圧作動の使用。アクチュエータの出力またはトルクは、手動で機械的に加えられる入力の力またはトルクに正比例します。
4.1.17
統合制御システム
制御ループ要素内で積分器を使用して誤差信号に対する出力応答を提供し、制御努力が誤差の積分に比例する制御システム。
4.1.18
オープンループ制御
システムの応答に影響を与えるために出力からのフィードバックが使用されることなく、コマンドに直接応答して出力が生成される制御システム
4.1.19
比例制御方式
誤差信号に応じて出力を提供するために、順方向制御パスまたはフィードバック制御パス、あるいはその両方で比例制御要素を使用する制御システム。
4.1.20
SAS
安定性増強システム
車両の空力応答を変更することでハンドリング特性を改善する飛行制御システムの一部
注記 1: SAS の権限は通常、限られています。 SAS 信号は通常、直列サーボによって導入され、その動作はパイロットのコマンド信号に影響を与えません。
4.1.21
三安定制御システム
負荷を制御するための電源が一方の極性で完全にオン、オフ、またはもう一方の極性で完全にオンになる制御システム (三安定)
注 1: 時間が入力によって変調される場合、そのシステムはパルス幅変調 (PWM) と呼ばれます。 「ON-OFF制御」「バンバン制御」という言葉が使われることもあります。これらのタイプの制御はデジタル制御に関連します。
4.2 制御システム技術(制御工学)
4.2.1
バックラッシュ
負荷取り付け点を含む作動要素のクリアランスによる制御されていない負荷の動き。通常、絶対負荷動作の観点から表現されます。
4.2.2
帯域幅.帯域幅
作動システムが許容可能な動的応答を示す周波数範囲
注記 1:このスペクトルは、基本周波数から指定された周波数まで広がります。指定された周波数は、通常、単一次数システム以外では開ループ振幅where ユニティ ゲイン (0 dB) となる周波数です。一次システムの場合、これは閉ループ応答が 3 dB where し、位相遅れが 45° になる周波数です [ デシベル (4.2.6) も参照
4.2.3
閉ループ周波数応答
コマンド入力と制御システム出力間の周波数応答(フィードバック信号がコマンドと代数的に合計される)
注記 1:閉ループシステムの作動システム応答は、通常、閉ループ周波数応答として指定されます。
4.2.4
指示
制御システムの望ましい出力を表す入力
4.2.5
制御通過帯域
コントロールが減衰せずに応答する周波数範囲
4.2.6
デシベル
dB
制御入力に対する出力の振幅比を表すために使用される測定単位
注 1:デシベル = 20 log 10 (出力振幅/入力振幅)
4.2.7
動的インピーダンス
インピーダンス。特定の周波数範囲にわたって外部から加えられる動的力 (通常は正弦波) によって引き起こされるアクティブな閉ループ作動システムの出力偏向に関連する複素量。
注記 1:表面における動的インピーダンスには、表面取り付けバネ、その負荷質量、および粘性摩擦の影響が含まれます。アクチュエータのインピーダンスにはこれらの要素は含まれません。
4.2.8
エラー信号
コマンド入力と出力フィードバック間の代数的差異
4.2.9
フィードバック要素
出力量のフィードバック信号、または基準入力と比較できる出力の関数を提供する閉ループ システム内のコンポーネント
4.2.10
順ループ制御要素
誤差信号と制御変数の間にある要素
4.2.11
周波数応答
入力が一定の振幅で正弦波的にサイクルされ、周波数が変化するときの、コマンド入力に対する作動システム出力の複素比
注記 1:周波数応答は、通常、dB で表される正規化された振幅比と、周波数に対する入力と出力の位相角の対数周波数プロットとして表されます。
4.2.12
ゲインクロスオーバー
大きさが 1 になる開ループ伝達関数のプロット点 (LmG (j ω ) = 0 dB)
注記 1:ゲインクロスオーバーにおける周波数は、位相余裕周波数ω∅と呼ばれます。
4.2.13
ゲインマージン
システムの安定性の尺度。180°の位相遅れに対応する周波数で開ループ振幅比を 0 dB (単位ゲイン) まで上げるのに必要なゲインとして定義されます。
4.2.14
ヒステリシス
入力コマンドの全サイクルを移動範囲全体にわたって循環させたときの、同じ入力コマンドレベルに対する作動システム出力の差
注記 1:速度誤差信号がこのパラメータに含まれないように、サイクリング レートが制御帯域通過より大幅に低いことが必要です。
4.2.15
入力.入力
制御システムに供給される独立変数
4.2.16
直線性
指定された負荷条件下で通常の出力曲線が直線に一致する度合い。通常はフルレンジのパーセンテージ、または場合によっては定格出力(通常はフルレンジの半分)のパーセンテージで表されます。
4.2.17
負荷の固有振動数
周波数に依存しない動的剛性と組み合わせた負荷質量の非減衰共振周波数
4.2.18
ループ
閉ループ制御システム内の信号経路。加算点の後のエラー信号で始まり、同じ加算点に戻るフィードバック信号で終わる。
4.2.19
通常の出力曲線
完全な入出力曲線の中点の軌跡
注記 1:この軌跡はゼロヒステリシス曲線出力です。
4.2.20
通常の出力ゲイン
出力/入力の単位での通常の出力曲線の傾き
4.2.21
開ループ周波数応答
外部ループのフィードバック ループ クロージャを使用しない、コマンド入力と制御システム出力間の周波数応答
4.2.22
出力
制御システムの活動から生じる制御変数
4.2.23
入出力曲線
作動システムの出力とコマンド入力のグラフ表示
注記 1:これは通常、プラス定格コマンドとマイナス定格コマンドの間の完全なサイクル全体にわたる連続プロットです。速度誤差信号がこのパラメータに含まれないように、サイクリング レートは制御帯域通過を大幅に下回る必要があります。
4.2.24
オーバーシュート
ステップコマンドに応答するときに、出力が所望の出力値を超える増分。通常は出力のパーセンテージとして表されます [ ステップ応答 (4.2.30) も参照]
4.2.25
位相クロスオーバー
位相角が -180°となる開ループ伝達関数のプロット点
注記 1:位相クロスオーバーが発生する周波数は、ゲイン余裕周波数W C と呼ばれます。
4.2.26
位相余裕
システムの安定性の尺度。0 dB 振幅比に対応する周波数で 180° の位相遅れを達成するために、開ループ周波数応答に追加される位相遅れとして定義されます。
4.2.27
解決
作動システムの出力を位置決めできる精度。通常、出力動作の反転を引き起こす可能性のあるコマンドの最小増分として測定されます。
注 1:これは出力値の最小増分です。出力精度は通常、絶対値、つまり 0.5° の位置分解能で表されます。
4.2.28
サーボアクチュエータの剛性
油圧サーボアクチュエータ閉ループの剛性。次の表記で示されるように周波数に依存します: K act (j ω )
4.2.29
信号ランプ
入力信号対時間の関数。通常は線形関数です。
4.2.30
ステップ応答
ステップコマンド入力後の作動システム出力の時間応答
注記 1:ステップ応答は通常、最終出力の特定の割合に達するまでに必要な時間として、オーバーシュートの割合の制限とともに指定されます。
4.2.31
剛性
位置出力を維持または変更する際に、遭遇する一定または変動する負荷に対して出力部材が提供する抵抗の程度を表すアクチュエータの性能特性。
4.2.31.1
作動剛性
作動システムの剛性。出力における外力またはトルクによって引き起こされる負荷の動きを最小限に抑える能力の尺度です。
注記 1:通常、負荷の単位運動を生成するために必要な力として定義されます。これは、負荷 (操縦翼面、ロケット ノズルなど) に力またはトルクを加えることによって評価されます。
4.2.31.2
アクチュエータの剛性
アクチュエータの剛性。出力における外力またはトルクによって引き起こされるアクチュエータ出力の動きを最小限に抑える能力の尺度です。
注記 1:通常、アクチュエータ出力のユニット運動を生成するために必要な力として定義されます。これは、アクチュエータの出力軸に力またはトルクを加えることによって評価されます。
4.2.31.3
バックアップ剛性
構造地面に対するアクチュエータの構造取り付け点の動きを可能にする、構造荷重経路のすべての要素の結合剛性
注記 1: これには、アクチュエータ、またはアクチュエータの出力を駆動負荷に接続する負荷経路からのコンプライアンス寄与は含まれません。
4.2.31.4
ドライブの剛性
構造上の接地点を基準とした、ホスト構造環境に設置されたときの作動システムの正味剛性

(1)
どこ
| K eff (j ω ) | はドライブの剛性です。 |
| K S1 | アクチュエータからヒンジラインまでの支持構造のバネ定数です。 |
| K 行為 | はアクチュエータのバネ定数です。 |
| K S2 | はコントロールサーフェス構造のバネ定数です。 |
| ω | は加えられた力の振動周波数です。 |
4.2.31.5
動的剛性
正弦波強制関数によって負荷がかかったときの、周波数の関数としてのアクチュエータの剛性 (通常は閉ループ)
注記 1:慣性負荷を駆動するアクチュエータシステムの動的剛性は 、アクチュエータの剛性 (4.2.31.2 ) だけでなく、駆動質量のインピーダンスだけでなく、ドライブ全体の剛性 (4.2.31.4) も考慮する必要があります。 。
4.2.31.6
流体の剛性
外部荷重の印加による流体体積の変化による剛性
例:

(2)
どこ
| k _ | は流体の剛性です。 |
| β | は体積弾性率です。 |
| A | はピストン領域です。 |
| V t | は流体の総体積V 1 + V 2です。 |
| V 、V2_V | ピストンが中心にある場合の 1 つのアクチュエータ チャンバの容積です。 |
4.2.31.7
無限の周波数剛性
無限周波数での動的剛性
4.2.31.8
機械的剛性
アクチュエータのすべての機械的荷重支持要素の正味剛性

(3)
どこ
| k m | 機械的剛性です。 |
| 剛性要素k b 、 k r 、 k c 、 k p およびk t は以下に起因します。 | |
| k b ロッドエンドおよびテールストックベアリング。 | |
| k r | ピストンロッド; |
| k c | シリンダーバレル。 |
| k p | ピストンヘッド。 |
| k t | テールストック。 |
注記 2:k c 、 k p およびk r の一部は、閉じたアクチュエータ位置ループ内にあるため、アクチュエータの静的剛性には寄与しませんが、位置ループは高い位置では無効であるため、無限の周波数剛性に現れます。周波数。逆に、残りの要素は位置ループの外側にあり、すべての周波数でアクチュエータの機械的剛性に寄与します。
4.2.31.9
全体的な作動剛性
剛性は、負荷中心の剛性と平行したアクチュエータの静的剛性によって決定されます。
4.2.31.10
サーボアクチュエータの剛性
サーボループの剛性要素を含むアクチュエータの剛性

(4)
どこ
| k sl | アクチュエータのサーボ ループの剛性です。 |
| k _ | は、サーボ ループの外部の結合された機械的剛性です。 |
| k _ | アクチュエータの剛性です。 |
4.2.31.11
静的剛性
低周波剛性
ゼロ発振周波数またはゼロ発振周波数に近いときの閉ループ サーボアクチュエーション システムの剛性
4.2.31.12
地面に対する剛性
負荷質量の空間基準を決定するすべてのバネ定数の結合剛性
注記 1:この剛性は、負荷慣性と組み合わせて、負荷の固有振動数を決定します。
4.3 制御システムの性能(サーボ機構)
4.3.1
アクチュエータ
負荷を制御するために仕事をしたりエネルギーを消費したりする作動システムのコンポーネント
注記 1: アクチュエータの出力は、電力システムまたは負荷からのエネルギーを機械的仕事、トルク、または力に変換することによって達成されます。さまざまなタイプのアクチュエータは、コンポーネント仕様書、設計標準など、関連するコンポーネント関連文書で言及および定義されています。
4.3.2
補助荷重
負荷の復元または慣性、またはその両方によって提供されるアクチュエータにかかる力またはトルク。負荷の動きの望ましい方向と同じ方向に作用します。
注記 1: 対向荷重 (4.3.24) も参照。
4.3.3
アクチュエータのバイアス負荷
全負荷移動にわたって一方向で一定の定常状態負荷
4.3.4
アクチュエータのクーロン摩擦負荷
外部の一定の摩擦荷重。荷重の大きさと滑り面の状態にのみ依存する、運動に対抗する荷重。
4.3.5
アクチュエータのデューティサイクル
レート要件、発生頻度、および動的負荷特性を決定するのに十分な詳細を含む、ミッション合計時間全体にわたる負荷の説明
注記 1:完全なデューティサイクルの記述は、ミッション全体に必要な作動エネルギーを定義します。
4.3.6
アクチュエータ定格荷重
定格速度を決定するためにアクチュエータに適用される指定された定常状態の負荷
注記 1: 定格荷重は通常、対向荷重です。
4.3.7
アクチュエータのバネ荷重
負荷の位置に比例して変化する外部負荷
注記 1:この負荷は、可動面にかかる空気力学的な力、または可動ノズル要素にかかる推力偏向反力によって発生する可能性があります。
4.3.8
アクチュエータストール負荷
電源が限界に達し、指令信号が増加したときにサーボアクチュエータが動作しなくなる最小負荷、つまりサーボアクチュエータが超えられない負荷
4.3.9
作動システム
特定の出力変数を制御するための電力利用の手段
注記 1: 作動システムには、電源、電力コンバータ、コントローラ、アクチュエータ、およびフィードバック要素 (使用する場合) が含まれます。
4.3.10
アクチュエータの粘性摩擦負荷
摩擦負荷は運動に逆行し、負荷速度に比例します
4.3.11
クラッチカップリングドライブ
制御目的で負荷経路を遮断できるモーショントランスミッション
4.3.12
コントローラ
コマンドまたはエラー信号の関数としてアクチュエータへの電力を制御するアクチュエータ システムのコンポーネント
4.3.13
ダイレクトカップリングドライブ
連続的な荷重経路によるモーション伝達
4.3.14
EHA
電気油圧アクチュエータ
油圧アクチュエータが双方向固定容量型ポンプの出力に直接接続され、電動モータによって駆動される作動パッケージ
注記 1:アクチュエータの出力動作は、モータポンプの動作に比例します。 EHA パッケージの主な要素には、通常、油圧アクチュエータ、双方向固定容量型ポンプ、電気モーター、リザーバー、モーター コントローラー、およびオプションのロジック バルブが含まれます。
4.3.15
力/トルク加算ドライブ
冗長要素のトルクまたは力の出力を単一の出力に合計するマルチチャンネル加算装置
4.3.16
慣性負荷
運動状態の変化に対抗する負荷、負荷の加速度および慣性に比例
4.3.17
IAP
一体型アクチュエータパッケージ
油圧アクチュエータが定速可変容量オーバーセンターポンプの出力に直接接続され、電気モーターによって駆動される作動パッケージ
注記 1:アクチュエータの出力速度はポンプ容量に比例します。 IAP パッケージの主な要素には、通常、油圧アクチュエータ、可変容量オーバーセンター ポンプ、定速電気モーター、リザーバー、およびオプションのロジック バルブが含まれます。メイン ポンプのキャビテーションを防止し、メイン ポンプの容量コントローラに電力を供給するために、追加のブースト ポンプが含まれることがよくあります。
4.3.18
不可逆的なドライブ
入力トルク (または力) がなければ、出力での最大設計負荷未満のトルク (または力) によって出力からバックドライブできないドライブ。
4.3.19
リニアアクチュエータ
直線運動と力を出力とするアクチュエータ
4.3.20
マルチチャンバーアクチュエーター
複数のトルクまたは力を発生するデバイスを含むアクチュエーター
4.3.21
マルチチャンネルアクチュエータ
複数の制御システム入力およびフィードバック手段を含むアクチュエータ
4.3.22
ミスアライメント荷重
アクチュエータ出力と一致しない負荷の結果として生じる、アクチュエータ出力の動きに垂直な力の成分
4.3.23
無負荷速度
外部負荷なしで測定された作動システムの出力速度
注記 1:最大無負荷速度は、パワーモジュールへの飽和入力によって決まります。
4.3.24
対向荷重
動きに抵抗する方向に作用する、負荷の復元または慣性、あるいはその両方によってアクチュエータにかかる力またはトルク。
4.3.25
電源
負荷作動のためのエネルギーを供給するコンポーネント
4.3.26
定格連続電力
損傷を受けたり寿命を縮めたりすることなく、無期限に作動システムによって供給できる最大出力
4.3.27
定格出力
パワーポイント
定格負荷および定格速度で必要な電力
注記 1:通常、この点によって、作動システムに必要な最大電力が決まります。
4.3.28
レート制限
制御システム出力の最大速度
注記 1: レート制限は、通常、サーボアクチュエータに飽和信号が適用される最大補助負荷条件の下で定義されます。
4.3.29
定格速度
指定された定格荷重がアクチュエーションモーションの取り付け点に適用されるときに必要なアクチュエーションシステムの出力速度
注記 1: 定格速度は、任意の負荷位置で決定できます。
4.3.30
リバーシブルドライブ
入力トルク (または力) がなくても、出力での最大設計負荷未満のトルク (または力) によって出力から駆動されるドライブ。
4.3.31
ロータリーアクチュエータ
回転運動とトルクを出力するアクチュエータ
注記 1: 「ロータリーアクチュエータ」という用語は、アクチュエータが出力回転を制限できることを意味します。デバイスが連続回転できる場合、それは「モーター」と呼ばれます。
4.3.32
サーボアクチュエータ
連続閉ループ制御用に設計されたアクチュエータ アセンブリ
注記 1:通常、閉ループ動作に使用されないユーティリティまたは他のアクチュエータと区別するために使用されます。サーボ アクチュエータには通常、電力変調器、フィードバック要素、アクチュエータが含まれており、電子制御要素が含まれる場合もあります。
4.3.33
シングルチャンバーアクチュエーター
1 つのトルクまたは力を発生するデバイスを含むアクチュエーター
4.3.34
シングルチャンネルアクチュエータ
1 つの制御システム入力およびフィードバック手段を含むアクチュエータ
4.3.35
スピードサミングドライブ
例えばアクチュエータへの流れを介して、冗長要素の速度を単一の出力に合計するマルチチャネル加算装置
4.3.36
スルーレート
ステップ入力コマンドに応じたアクチュエーションシステムの出力速度
注記 1:スルーレートは、通常、静的負荷と動的負荷の両方がサーボアクチュエータ出力に課される場合、(アクチュエータの加速と減速の影響を避けるため) 10% と 90% の負荷位置の間の平均速度によって決まります。
4.3.37
トルク対慣性比
力対質量比
アクチュエータのストール負荷能力とロータリー アクチュエータの慣性またはリニア アクチュエータの質量の比
注記 1:この比率は、アクチュエータの最大出力加速度を決定します。
4.3.38
速度対力/トルク特性
アクチュエータがパワーモジュレータによって駆動される場合の、定常状態の速度と定常状態の力またはトルクの曲線
4.3.39
可変レシオドライブ
一定の速度とトルク (または力) を入力して、出力速度とトルク (または力) を変化させる機能を持つ運動伝達装置
4.3.40
速度ゲイン
アクチュエータ速度の変化と対応するエラー信号の変化の比率
注記 1:このパラメータは通常、無負荷状態で指定され、通常は開ループで測定されます。
Terms and definitions
For the purposes of ISO 8625, terms have been given a two-element number: the first element refers to the number of the part of ISO 8625 in which the term is defined and the second element refers to the reference number of the term within that part.
EXAMPLE
4.3.38
velocity vs. force/torque characteristics
the term “velocity vs. force/torque characteristics” is defined in ISO 8625-4
Terms are presented according to the alphabetical order of terms in English.
4.1 Control system classification
4.1.1
adaptive control system
control system which improves system performance by changing system parameters in response to varying operational conditions
4.1.2
AFCS
automatic flight control systems
systems consisting of electrical, mechanical and hydraulic components that generate and transmit automatic control commands, which provide pilot assistance through automatic or semiautomatic flight path control or which automatically control airframe response to disturbances
Note 1 to entry: This classification includes automatic pilots, stick or wheel steering, autothrottles, structural mode control and similar mechanizations.
Note 2 to entry: AFCS functions include, but are not limited to, airspeed hold, automatic navigation, all weather landing, automatic terrain following, altitude hold, heading hold, altitude select, heading select, attitude hold (pitch and roll), lateral acceleration and sideslip limiting, automatic instrument, low approach mach hold, automatic carrier landing, automatic vectoring modes.
4.1.3
autobrake
automatic/electronic control of braking of a specific energy level
4.1.4
autoland
automatic/electronic control that takes the aircraft all the way to a full land
4.1.5
autothrottle
control means which sets a given position to maintain thrust for a given attitude/speed combination
4.1.6
bistable control system
control system in which the control output is fully on in either polarity
Note 1 to entry: When the time is modulated by the input, the system is called pulse width modulated (PWM). The terms “ON-OFF control” and “bang-bang control” are sometimes used. These types of controls pertain to digital controls.
4.1.7
closed-loop control system
control system in which measurement of the output parameter is used to make system corrections so as to maintain a desired output based on input commands
4.1.8
CAS
control augmentation system
vehicle flight control system wherein the control system responds to the error between commanded vehicle motion and the actual vehicle motion as well as to surface position command inputs
4.1.9
control and stability augmentation system
combination of CAS (4.1.8) and SAS (4.1.20)
4.1.10
control authority
total amount of control surface or force effector deflection available to a flight control system
Note 1 to entry: The prefixes “pilot”, “CAS” or “SAS” are often used to define that part of the total available to the pilot, the CAS or the SAS, respectively.
4.1.11
control system
system in which deliberate guidance or manipulation is used to achieve a prescribed value of a variable
Note 1 to entry: A control system has at least one input and one output.
4.1.12
digital control system
control system which uses digital signals and wherein the control information is digital
4.1.13
flight control systems
systems that enable the controlled flight of aircraft, helicopters and missiles
Note 1 to entry: “Manual flight control systems” transmit pilot commands through mechanical components, though they often incorporate electrical components to augment the pilot commands. The term is also sometimes used for those systems which transmit pilot commands to the surfaces mechanically, without power or force assistance.
4.1.14
fly by wire (FBW) system
control by wire (CBW) system
control system wherein control information and signals are transmitted completely by electrical means
4.1.15
fly by light (FBL) system
control by light (CBL) system
control system wherein control information is transmitted by light through a fibre optic cable
Note 1 to entry: A true FBL system does not have FBW or mechanical backup, nor FBW or mechanical override.
4.1.16
hydraulic boost
use of hydraulic power actuation to reduce the pilot effort needed for control of a vehicle wherein the actuator output force or torque is in direct proportion to the manual, mechanically applied, input force or torque
4.1.17
integral control system
control system, which uses an integrator in the control loop elements to provide an output response to the error signal, and for which the control effort is proportional to the integral of the error
4.1.18
open-loop control
control system in which an output is produced in direct response to a command, without feedback from the output being used to affect the system response
4.1.19
proportional control system
control system which uses proportional control elements in its forward or feedback control paths, or both, to provide an output in response to the error signal
4.1.20
SAS
stability augmentation system
portion of a flight control system that improves the handling characteristics by modifying the aerodynamic response of the vehicle
Note 1 to entry: The SAS generally has limited authority. SAS signals are normally introduced by a series servo, the operation of which does not have an impact on the pilot's command signal.
4.1.21
tristable control system
control system in which the power to control the load is fully on in one polarity, off, or fully on in the other polarity (tristable)
Note 1 to entry: When the time is modulated by the input, the system is called pulse width modulated (PWM). The terms “ON-OFF control” and “bang-bang control” are sometimes used. These types of controls pertain to digital controls.
4.2 Control system technology (control engineering)
4.2.1
backlash
uncontrolled load motion due to clearance in actuation elements, including the load attach point, usually expressed in terms of absolute load motion
4.2.2
bandwidth
frequency range over which the actuation system has acceptable dynamic response
Note 1 to entry: This spectrum extends from a base frequency up to a specified frequency, which is usually the frequency where the open-loop amplitude ratio has unity gain (0 dB) in other than single order systems. For a first order system, this is the frequency where the closed-loop response is down 3 dB and the phase lag is 45° [see also decibel (4.2.6) ].
4.2.3
closed-loop frequency response
frequency response between command input and control system output with the feedback signal summed algebraically with command
Note 1 to entry: Actuation system response for a closed-loop system is usually specified as closed-loop frequency response.
4.2.4
command
input which represents the desired output of the control system
4.2.5
control passband
frequency range over which the control responds without attenuation
4.2.6
decibel
dB
unit of measure used to express amplitude ratio of output to control input
Note 1 to entry: Decibels = 20 log10 (amplitude out/amplitude in).
4.2.7
dynamic impedance
impedance, a complex quantity, associated with the output deflections of an active, closed-loop actuation system caused by externally applied dynamic forces, usually sinusoidal, over a specific frequency range
Note 1 to entry: Dynamic impedance at the surface includes the effects of the surface attachment spring, its load mass and its viscous friction. The impedance at the actuator will not include these factors.
4.2.8
error signal
algebraic difference between the command input and the output feedback
4.2.9
feedback element
component in a closed-loop system that provides the feedback signal of the output quantity, or a function of the output that can be compared with the reference input
4.2.10
forward loop control elements
elements situated between the error signal and the controlled variable
4.2.11
frequency response
complex ratio of the actuation system output to the command input while the input is cycled sinusoidal at a constant amplitude and the frequency is varied
Note 1 to entry: Frequency response is usually presented as a log frequency plot of normalized amplitude ratio, expressed in dB, and input to output phase angle degrees versus frequency.
4.2.12
gain crossover
point of the plot of the open-loop transfer function at which the magnitude is unity (LmG (jω) = 0 dB)
Note 1 to entry: The frequency at gain crossover is called the phase margin frequency, ω∅.
4.2.13
gain margin
measure of system stability defined as the gain required to raise the open-loop amplitude ratio to 0 dB (unit gain) at the frequency corresponding to 180° of phase lag
4.2.14
hysteresis
difference in actuation system output for the same input command level during a complete cycle of input command when cycled throughout the full range of travel
Note 1 to entry: It is necessary that the cycling rate be significantly below the control bandpass so that velocity error signals are not included in this parameter.
4.2.15
input
independent variable supplied to the control system
4.2.16
linearity
degree to which the normal output curve conforms to a straight line under specified load conditions, usually expressed as a percentage of full range, or sometimes of rated output, which is typically half full range
4.2.17
load natural frequency
undamped resonant frequency of the load mass, coupled with the frequency-independent dynamic stiffness
4.2.18
loop
signal path in a closed-loop control system beginning with the error signal after a summing point and ending with the resultant feedback signal returning to the same summing point
4.2.19
normal output curve
locus of the mid-points of a complete input/output curve
Note 1 to entry: This locus is the zero hysteresis output curve.
4.2.20
normal output gain
slope of the normal output curve in units of output/input
4.2.21
open-loop frequency response
frequency response between command input and control system output with no outer loop feedback loop closure
4.2.22
output
controlled variable resulting from activity of the control system
4.2.23
input/output curve
graphical representation of actuation system output versus command input
Note 1 to entry: This is usually a continuous plot throughout a complete cycle between plus and minus rated commands. The cycling rate must be significantly below control bandpass, so that velocity error signals are not included in this parameter.
4.2.24
overshoot
increment by which the output exceeds the desired output value when responding to a step command, usually expressed as a percentage of the output [see also step response (4.2.30) ]
4.2.25
phase crossover
point of the plot of the open-loop transfer function at which the phase angle is -180°
Note 1 to entry: The frequency at which phase crossover occurs is called the gain margin frequency, WC.
4.2.26
phase margin
measure of system stability, defined as the phase lag to be added to the open-loop frequency response in order to achieve 180° of phase lag at the frequency corresponding to 0 dB amplitude ratio
4.2.27
resolution
accuracy with which the actuation system output can be positioned, usually measured as the smallest increment of command that can cause reversal of output motion
Note 1 to entry: It is the smallest increment of the output value. Output accuracy is usually expressed in absolute terms, i.e. a position resolution of 0,5°.
4.2.28
servoactuator stiffness
stiffness of a hydraulic servoactuator closed-loop, which is frequency dependent as indicated by the notation: Kact (jω)
4.2.29
signal ramp
function of input signal versus time, which is normally a linear function
4.2.30
step response
time response of the actuation system output following a step command input
Note 1 to entry: Step response is usually specified as the time required to reach a particular percentage of the final output, together with limits on the percentage overshoot.
4.2.31
stiffness
performance characteristic of an actuator that expresses the degree of resistance its output member offers against the constant or varying loads encountered, either while maintaining or changing its positional output
4.2.31.1
actuation stiffness
stiffness of an actuation system, which is a measure of its ability to minimize the motion of the load induced by an external force or torque at the output
Note 1 to entry: Typically defined as the force required to produce unit motion of the load. This is evaluated by applying force or torque to the load (e.g. the control surface, rocket nozzle, etc.).
4.2.31.2
actuator stiffness
stiffness of an actuator, which is a measure of its ability to minimize the motion of the actuator output induced by an external force or torque at the output
Note 1 to entry: Typically defined as the force required to produce unit motion of the actuator output. This is evaluated by applying force or torque at the actuator output shaft.
4.2.31.3
back-up stiffness
combined stiffness of all of those elements of the structural load path that allow motion of the actuator structural attach point with respect to structural ground
Note 1 to entry: This does not include any compliance contribution from the actuator or from the load path that connects the actuator output to the driven load.
4.2.31.4
drive stiffness
net stiffness of an actuation system when installed in its host structural environment, referenced to the structural ground point

(1)
where
| Keff(jω) | is the drive stiffness; |
| KS1 | is the spring rate of the supporting structure from actuator to hinge line; |
| Kact | is the actuator spring rate; |
| KS2 | is the control surface structure spring rate; |
| ω | is the oscillation frequency of the applied force. |
4.2.31.5
dynamic stiffness
stiffness of an actuator, usually closed-loop, as a function of frequency, when loaded by a sinusoidal forcing function
Note 1 to entry: It is necessary that the dynamic stiffness of an actuation system driving an inertial load consider the entire drive stiffness (4.2.31.4) , rather than only the actuator stiffness (4.2.31.2) and also the impedance of the driven mass.
4.2.31.6
fluid stiffness
stiffness due to change in fluid volume resulting from the application of an external load
EXAMPLE:

(2)
where
| k0 | is the fluid stiffness; |
| β | is the bulk modulus; |
| A | is the piston area; |
| Vt | is the total fluid volume V1 + V2; |
| V1, V2 | is the volume in one actuator chamber with piston centred. |
4.2.31.7
infinite frequency stiffness
dynamic stiffness at infinite frequency
4.2.31.8
mechanical stiffness
net stiffness of all mechanical load-carrying elements of an actuator

(3)
where
| km | is the mechanical stiffness. |
| The stiffness elements kb, kr, kc, kp and kt are attributable to: | |
| kb rod-end and tail stock bearings; | |
| kr | piston rod; |
| kc | cylinder barrel; |
| kp | piston head; |
| kt | tail stock. |
Note 2 to entry:kc, kp and part of kr are within the closed actuator position loop and will therefore not contribute to the static stiffness of the actuator but will appear in the infinite frequency stiffness since the position loop is ineffective at high frequencies. Conversely, the remaining elements are outside the position loop and will contribute to the actuator mechanical stiffness at all frequencies.
4.2.31.9
overall actuation stiffness
stiffness determined by the actuator static stiffness in parallel with the load-centring stiffness
4.2.31.10
servoactuator stiffness
stiffness of an actuator including stiffness elements of the servoloop

(4)
where
| ksl | is the actuator servoloop stiffness; |
| kext | is the combined mechanical stiffness external to the servoloop; |
| kact | is the actuator stiffness. |
4.2.31.11
static stiffness
low-frequency stiffness
the closed-loop servo actuation system stiffness at or near zero oscillation frequency
4.2.31.12
stiffness to ground
combined stiffness of all spring rates which determines the spatial reference of the load mass
Note 1 to entry: This stiffness, in conjunction with the load inertia, determines the load natural frequency.
4.3 Control system performance (servomechanism)
4.3.1
actuator
component of an actuation system which does work or dissipates energy to control a load
Note 1 to entry: Actuator output is achieved by conversion of energy from the power system or load into mechanical work, torque, or force. The different types of actuators are mentioned and defined in the relevant component related documents, e.g. component specifications, design standards.
4.3.2
aiding load
force or torque on the actuator provided by load restoration or inertia, or both, which acts in the same direction as the desired direction of load motion
Note 1 to entry: See also opposing load (4.3.24) .
4.3.3
actuator bias load
steady-state load that is unidirectional and constant over full load travel
4.3.4
actuator coulomb friction load
external constant friction load opposing motion, dependent only upon the magnitude of the load and the condition of the sliding surfaces
4.3.5
actuator duty cycle
description of the load throughout the total mission time with sufficient detail to determine rate requirements, frequency of occurrence and dynamic load characteristics
Note 1 to entry: A complete duty cycle description defines the actuation energy required for the total mission.
4.3.6
actuator rated load
specified steady-state load applied to the actuator for determining rated velocity
Note 1 to entry: Rated load is usually an opposing load.
4.3.7
actuator spring load
external load which varies proportionally with load position
Note 1 to entry: This load can be caused by aerodynamic forces on a movable surface, or by thrust deflection reaction forces on a movable nozzle element.
4.3.8
actuator stall load
minimum load under which the servoactuator ceases to move when the power source is at its limit and the command signal is increased, i.e. the load which the servoactuator cannot overpower
4.3.9
actuation system
means of power utilization for controlling a specific output variable
Note 1 to entry: Actuation systems include a power source, power converter, controller, actuator and feedback element (if used).
4.3.10
actuator viscous friction load
friction load opposing motion and proportional to load velocity
4.3.11
clutch coupling drive
motion transmission which allows interruption of the load path for control purposes
4.3.12
controller
component of the actuation system which controls the power to the actuator as a function of the command or error signal
4.3.13
direct coupling drive
motion transmission with a continuous load path
4.3.14
EHA
electrohydrostatic actuator
actuation package wherein its hydraulic actuator is coupled directly to the output of a bidirectional fixed displacement pump that in turn is driven by an electric motor
Note 1 to entry: The actuator output motion is proportional to motor-pump motion. The main elements of an EHA package usually include a hydraulic actuator, bidirectional fixed displacement pump, electric motor, reservoir, motor controller and optional logic valves.
4.3.15
force/torque summing drive
multichannel summing arrangement which sums the torque or force outputs of redundant elements into a single output
4.3.16
inertia load
load opposing any change in the state of motion, proportional to load acceleration and inertia
4.3.17
IAP
integrated actuator package
actuation package wherein its hydraulic actuator is coupled directly to the output of a constant speed variable displacement over-centre pump, which in turn is driven by an electric motor
Note 1 to entry: The actuator output velocity is proportional to pump displacement. The main elements of an IAP package usually include a hydraulic actuator, variable displacement over-centre pump, constant speed electric motor, reservoir and optional logic valves. An additional boost pump is often included to prevent main pump cavitation and to power the main pump's displacement controller.
4.3.18
irreversible drive
drive which cannot, without input torque (or force), be backdriven from the output by a torque (or force) of less than the maximum design load at the output
4.3.19
linear actuator
actuator which develops rectilinear motion and force as outputs
4.3.20
multichamber actuator
actuator which contains more than one torque or force-generating device
4.3.21
multichannel actuator
actuator which contains more than one control system input and feedback means
4.3.22
misalignment load
force component perpendicular to the actuator output motion which is the resultant of a load not in line with the actuator output
4.3.23
no-load velocity
output velocity of the actuation system measured with no external load
Note 1 to entry: Maximum no-load velocity is determined with a saturation input to the power modular.
4.3.24
opposing load
force or torque on the actuator provided by load restoration or inertia, or both, which acts in the direction resisting motion
4.3.25
power source
component which supplies energy for load actuation
4.3.26
rated continuous power
maximum power which can be delivered by the actuation system for an indefinite period without sustaining damage or reducing life
4.3.27
rated power
power point
power required at rated load and rated velocity
Note 1 to entry: This point usually determines the maximum power required from the actuation system.
4.3.28
rate limits
maximum velocity of the control system output
Note 1 to entry: Rate limit is usually defined under maximum aiding load condition with saturation signals applied to the servoactuator.
4.3.29
rated velocity
actuation system output velocity which is required when the specified rated load is applied at the actuation motion attachment point
Note 1 to entry: Rated velocity can be determined at any load position.
4.3.30
reversible drive
drive which can, with no input torque (or force), be back driven from the output by a torque (or force) of less than the maximum design load at the output
4.3.31
rotary actuator
actuator which develops rotary motion and torque as outputs
Note 1 to entry: The term “rotary actuator” implies that the actuator is capable of limited output rotation. If the device is capable of continuous rotation, it is referred to as a “motor”.
4.3.32
servoactuator
actuator assembly designed for continuous closed-loop control
Note 1 to entry: Typically used to differentiate from a utility or other actuator not used for closed-loop operation. A servoactuator will usually include a power modulator, feedback elements and an actuator, and might include an electronic control element.
4.3.33
single-chamber actuator
actuator which contains one torque or force-generating device
4.3.34
single-channel actuator
actuator which contains one control system input and feedback means
4.3.35
speed summing drive
multichannel summing arrangement which sums the speed, e.g. via flow into an actuator, of redundant elements into a single output
4.3.36
slew rate
output velocity of the actuation system in response to a step input command
Note 1 to entry: Slew rate is usually determined by the average velocity between the 10 % and 90 % load positions (so as to avoid actuator acceleration and deceleration effects) when both static and dynamic loads are imposed at the servoactuator output.
4.3.37
torque-to-inertia ratio
force-to-mass-ratio
ratio of actuator stall load capability to rotary actuator inertia or linear actuator mass
Note 1 to entry: This ratio determines the maximum actuator output acceleration.
4.3.38
velocity vs. force/torque characteristics
curves of steady-state velocity vs. steady-state force or torque when the actuator is driven by the power modulator
4.3.39
variable ratio drive
motion transmission which has the capability of varying output velocity and torque (or force) with a constant velocity and torque (or force) input
4.3.40
velocity gain
ratio of change in actuator velocity to corresponding change of error signal
Note 1 to entry: This parameter is usually specified for no-load conditions and is usually measured open-loop.