面向SPO的飞行员诱发振荡自适应抑制策略仿真研究

单人制机组运行(Single Pilot Operation,SPO)场景中,飞行员负荷与疲劳会使飞机操控精度降低,甚至出现飞行员诱发振荡(Pilot Induced Oscillation,PIO)现象。为缓解PIO问题,分析了飞行员操作增益和时延对飞机振荡的影响作用,并建立基于生理指标和外部条件的认知能力评估模型,以设计飞行员诱发振荡自适应调节策略。通过建立认知能力与飞行员操作水平的对应关系,实现了基于飞行员身体状态和外部条件所需为输入的飞行员诱发振荡抑制过程。以A320机型为例设置模拟场景,采用MATLAB进行仿真。结果显示:在诱发振荡初期,飞机驾驶超调量降低了约25%;50 s内,相同参数下的诱发振荡超调量平均减少了约66%,并逐渐步入稳定状态。这表明基于认知能力评估的自适应调节模型能够缓解单一飞行员工作负荷和疲劳,增加飞行员操纵的动态和静态稳定性,有效抑制了单人制机组运行时由人的因素引起的诱发振荡问题。

双分裂导线尾流诱发振荡数值模拟研究

利用Fluent流体动力学软件模拟双分裂导线绕流场,计算两根子导线的空气动力系数,得到背风侧子导线的升力系数和阻力系数随其与迎风侧子导线相对位置的变化规律。进而利用ABAQUS软件模拟典型双分裂线路段的尾流诱发振荡过程,获得两根子导线的运动轨迹、振动幅值和频率特征。结果表明,两子导线的位移相位相反,运动轨迹近似为水平椭圆,与现场观测一致。模拟分析了间隔棒等间距和非等间距排布方式下双分裂导线尾流诱发振荡的特征。

GAP准则在驾驶员诱发振荡预测中的应用

随着高增益、全权限电传飞行控制系统在大型运输机和先进战斗机上的广泛应用,非线性驾驶员诱发震荡现象不断增加,已造成多起事故,严重影响飞行安全,运用GAP准则对驾驶员诱发振荡现象预测。需要建立舵机速率限制正弦输入/三角输出描述函数模型和尼尔-史密斯驾驶员模型,运用描述函数法研究P IO的产生机理,介绍GAP准则的一般计算方法,最后运用GAP准则对某型飞机展开研究并进行仿真验证。结果表明:GAP准则物理计算高效、结果直观、意义明晰,可以有效预测P IO的发生。研究结果能为飞机飞行控制系统的设计提供重要的理论依据。

电传飞机人机闭环系统的诱发振荡

具有潜在危险、突发性的,可能导致飞行失控的严重人机闭环诱发振荡(PIO———PilotInduced Oscillation) 是电传飞机发展阶段频频发生飞行事故的首要原因.迫使人们去研究它产生的飞行动力学机理;查明引发它的飞行控制系统设计缺陷,寻找防范严重PIO 的设计方法、工具和工作流程…….电传飞机的PIO 事故,实际上在世界范围内推动了对人机耦合问题的新一轮的再认识,其中包括提出更确切的定义;提出更全面的多种分类方法;开发更有效的,考虑非线性因素。

现代飞机驾驶员诱发振荡机理和预测研究

在说明驾驶员诱发振荡的定义，简单介绍了现代飞机的ＰＩＯ类型之后，详细分析了影响ＰＩＯ的各种因素（如飞机的动态特性、操纵面伺服器、座舱操纵感觉系统、驾驶员及诱发因素等）；为了探讨驾驶员操纵行为对ＰＩＯ的影响，采用优化控制理论，建立等效驾驶员操纵动态模型；研究飞行品质与ＰＩＯ的关系，建立相应的预测ＰＩＯ的准则。

驾驶员诱发振荡的研究

本文根据驾驶员诱发振荡的实质,从闭环控制理论出发,提出了人-机系统数学模型,并在时域内进行了计算。以某歼击教练机为例,与频域法一起作了对比研究。结果表明,时域计算方法不仅直观,物理意义强,而且可以考虑众多的非线性因素,结果可能较为可靠。

驾驶员诱发振荡的抑制方法

对电传操纵系统驾驶员诱发振荡（ＰＩＯ）的现象进行了分析，指出了舵回路速率饱和是造成ＰＩＯ的主要原因，并有针对地给出了一种非常规的用于解决饱和非线性问题的程序控制方法。这种方法主要是通过舵回路反馈的状态信息来改变驾驶杆输入信号的放大系数，从而达到有效抑制ＰＩＯ的目的，同时用Ｈｕｒｗｉｔｚ稳定判据进行了机理分析，最后给出了仿真验证结果，证明该方法是简单而有效的。

操纵速率对驾驶员诱发振荡的影响

在国外有关文献提出的驾驶员模型基础上,根据实际飞行的情况,对驾驶员的操纵速率提出了限制。研究了操纵速率变化时对驾驶员诱发振荡(PIO)的影响,着重研究了以杆力变化率表示的驾驶员操纵速率对人—机系统稳定性的影响。

横航向驾驶员诱发振荡研究及地面模拟验证

本文建立了包括非线性环节在内的横航向驾驶员—操纵系统—飞机本体组合系统的数学模型,采用闭环控制原理,对JJ-7飞机横航向驾驶员诱发振荡PIO问题进行了研究,并详细地讨论了驾驶员参数及其各种操纵动作、操纵系统和飞机本体气动参数对横航向PIO的影响,探讨了横航向PIO产生的机理。文中以JJ-7飞机为例,采用时域法在整个飞行包线各点进行了检查,并用固基飞行模拟器进行模拟验证。其结果与理论计算结果相一致。

大气紊流对驾驶员诱发振荡的影响

首先建立了大气紊流下的飞机本体短周期运动方程、驾驶员模型、Dyr den大气紊流模型及人机闭环系统模型 ;然后利用Matlab软件在时域内进行了数值仿真 ,仿真结果表明 ,对于装有电传操纵系统的飞机来说 ,大气紊流对驾驶员诱发振荡的影响不明显。

电传飞行控制系统飞机飞行员诱发振荡机理研究

随着航空技术的发展,现代航空器普遍采用高增益电传飞行控制系统,其一方面使飞机飞行品质不断提高,但另一方面又使飞机的飞行动力学特性越来越复杂。美国国家研究委员会对装备有电传飞行控制系统飞机进行了专门研究,结果发现几乎所有部分或全部装备有电传飞行控制系统的飞机在研发过程中都曾遭遇过驾驶员诱发振荡(Pilot Induced Oscillations,PIO)事件[1-2],甚至诱发了严重的飞行事故。PIO已成为威胁电传飞机飞行安全的重要因素[3]。文章以电传飞机人机闭环系统为研究对象,探究电传操纵飞机中诱发PIO产生的关键影响因素,分析人机闭环系统稳定性的变化规律,揭示PIO产生的机理,为新型电传飞控系统设计、试飞等提供参考。

某型飞机驾驶员诱发振荡的研究

根据人-机系统闭环控制理论,运用时域响应法,对某型飞机的纵向驾驶员诱发振荡(PIO)问题进行了研究,并讨论了控制增稳系统对PIO产生的影响.

驾驶员诱发振荡试飞数据分析流程

本文以某型民用飞机为背景,阐述了检查和评估民用飞机驾驶员诱发振荡特性的必要性和重要性。在此基础上,介绍了驾驶员诱发振荡试飞数据分析流程,可应用于民用飞机的设计、验证。

现代飞机俯仰跟踪时诱发振荡预测分析

根据飞机纵向ＰＩＯ的特点，提出了预测分析ＰＩＯ所用的人－机闭环系统数学模型，其中飞机采用等效系统数学模型，驾驶员操纵采用ＭｃＲｕｅｒ模型，参数按地面人－机模拟飞行跟踪试验确定。集中介绍了四种飞机纵向ＰＩＯ预测准则：Ｓｍｉｔｈ－Ｇｅｄｄｅｓ准则；修正带宽准则；增益、相位裕度准则；Ｎｅａｌ－Ｓｍｉｔｈ准则。并提供了相应的计算方法。

操纵系统非线性因素对飞机纵向驾驶员诱发振荡影响的探讨

采用描述函数法建立了含有非线性控制系统的人机系统数学模型,确定了系统的极限特性,探讨了极限环与驾驶员诱发振荡(PIO)之间关系和操纵系统非线性因素对PIO影响等。

驾驶员模型对驾驶员诱发振荡评估结果的影响

在飞机设计中,应用不同的驾驶员模型来预测驾驶员诱发振荡(PIO)是避免人机系统出现不良耦合的重要途径之一。以人-机闭环系统为研究对象,以某一电传飞机为例,采用Ⅱ型PIO的开环发生点OLOP评估准则,分别使用增益驾驶员模型和修正Neal-Smith驾驶员模型对人机闭环系统中的PIO易感性进行了分析、评估,对比研究了不同驾驶员模型对OLOP评估准则评估结果的影响。仿真结果表明:不同的驾驶员模型对Ⅱ型PIO评估准则(OLOP)的评估结果有较大的影响,相同驾驶员模型下不同的驾驶员增益对评估结果也有影响。在使用OLOP评估准则时应充分考虑驾驶员模型对评估结论的影响。

基于速率限制的Ⅱ型驾驶员诱发振荡评估方法

速率限制问题已成为电传操纵飞机发生驾驶员诱发振荡(PIO)的主要原因。在新机设计中,随着复杂性的提高,预测PIO变得更加困难和重要。以人-机系统为研究对象,讨论速率限制对系统的影响,重点分析验证基于速率限制的Ⅱ型PIO的开环发生点(OLOP)准则的评估方法。针对不同飞行状态下的飞机纵向运动模型,使用两种驾驶员控制模型,在不同的驾驶员输入、不同速率限制条件下进行数值仿真试验研究。结果表明:准则是有效的评估工具,杆振幅因素对评估结果的影响较强。

飞机纵向驾驶员诱发振荡灵敏度分析

采用系统灵敏度理论，以修正的带宽准则、增益和相位裕度准则以及Ｎｅａｌ－ｓｍｉｔｈ准则等飞机纵向驾驶员诱发振荡（ＰＩＯ）预测准则作为系统指标，建立了参数变化对诱发振荡预测指标影响的灵敏度公式。以Ｊ７飞机为例，给出了飞机、操纵系统及驾驶员参数对上述指标影响的灵敏度。根据计算结果进行了ＰＩＯ参数灵敏度预测分析，同时与数值仿真结果进行了对比分析。

驾驶员诱发振荡探析

分析了驾驶员诱发振荡(PIO)成因和机理,总结了PIO的种类和预测方法,提出了抑制PIO发生的方法和应当采取的措施,并给出了在飞机设计过程中应对PIO的建议,为飞机研制过程中如何避免发生PIO现象提供了指导。

飞行控制系统对驾驶员诱发振荡的影响

着重从飞行控制系统角度谈有人驾驶飞机的驾驶员诱发振荡问题，分析了系统杆力、传动比、间隙、摩擦力以及飞控伺服作动器对驾驶员诱发振荡的影响，用矢量图简明地反映飞机产生驾驶员诱发振荡的可能性和趋势。对飞机飞行控制系统的设计和对驾驶员诱发振荡现象的分析。