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1.控制系统的基本原理
飞行员操纵飞机的过程如图1-14所示，为一个反馈系统，点画线框表示飞行员。以飞机做水平直线飞行为例，飞机受干扰偏离原姿态（例如飞机抬头），飞行员用眼睛观测到仪表板上地平仪的变化，用大脑做出决定，通过神经系统传递到手臂，推动驾驶杆使升降舵能向下偏转，产生相应的下俯力矩，使得飞机趋于水平。飞行员又从仪表上看到这一变化，逐渐把驾驶杆收回原位。当飞机回到原位时，驾驶杆和升降舵也相应地回到原位。
图1-14 飞机操纵系统原理框图
飞行控制系统的目的是采用一套控制系统来代替驾驶员对飞机的操纵，因此系统必须具备驾驶仪的功能。如图1-15所示，自动控制系统中的传感器、放大计算装置和执行机构可代替飞行员的眼睛、大脑神经系统和肢体，能自动地控制飞机的飞行。这三部分是飞行自动控制系统的核心，称之为自动驾驶仪。系统中必须包含与点画线框内三部分相对应的装置，并与升降舵构成一个闭环系统。
图1-15 飞行控制系统
2.自动飞行的原理
飞机受到某种干扰后偏离了原始状态，传感器接收到飞机偏离的方向和大小的信息，并输出相应信号，经放大、计算处理后，操纵执行机构（舵机）控制舵面产生相应偏转。由于整个系统是按负反馈的原则连接的，其结果是使飞机趋向原始状态。当飞机回到原始状态时，敏感元件输出信号为零，舵机以及与其相连的舵面也回到原位，飞机继续按原始状态飞行，如图1-16所示。
图1-16 自动飞行的原理图
3.飞行控制系统基本构成
将复杂的自动飞行回路看成简单的内回路逐渐增添元部件形成新回路而得到的。具体地说，典型的飞行控制系统一般由3个反馈回路组成，即舵回路、稳定回路和控制（制导）回路，如图1-17所示。
图1-17 飞行控制系统框图
1）舵回路。舵回路就是为了改善舵机的性能以满足飞行控制系统的要求，通常将舵机的输出信号反馈到输入端，形成负反馈回路（或称为伺服回路），称为一个随动系统（或称为伺服系统）。舵回路一般包括舵机、反馈部件和放大器，如图1-18所示。
图1-18 舵回路
舵回路中的两个负反馈回路由位置传感器测量的舵机输出的角位置信号反馈到舵回路的输入端，使控制信号与舵机输出信号形成比例关系（或其他函数关系）。由测速机测量的舵机输出的角速率信号反馈到放大器，以增大舵回路的阻尼，改善舵回路的动态性能。
2）稳定回路。舵回路加上传感器和放大计算装置组成自动驾驶仪，并与飞机组成新回路称为稳定回路，如图1-19所示。作用是稳定和控制飞行器的姿态。
图1-19 稳定回路
3）控制回路。稳定回路加上测量飞机轨迹的部件以及运动学环节又组成一个更大的新回路，称为控制回路（或控制与导引回路，简称制导回路）。控制回路如图1-20点画线框内所示。作用是稳定和控制飞行器的运动轨迹。
4.典型的飞行控制系统基本组成
1）测量部件：测量飞行控制所需要的飞行器运动参数，如常用的垂直陀螺仪、航向陀螺仪、速率陀螺仪以及加速度计等。
图1-20 控制回路
2）信号处理部件：将测量部件的测量信号进行处理，形成符合控制要求的信号和飞行自动控制规律，例如，机载计算机等设备。
3）放大部件：将信号处理部件的输出信号进行必要的放大处理，以便驱动执行机构。
4）执行机构：根据放大部件的输出信号驱动舵面偏转。