军用战机驾驶员操纵品质评估系统研究

分析了驾驶员操纵品质评估对飞行数据的要求,根据军用战机的飞行特点,建立了军用战机驾驶员操纵品质评估模型。利用VisualC++6.0和DirectX混合编程技术研制了可在普通配置的PC机上运行的驾驶员操纵品质评估系统。该系统的核心是基于专家系统理论快速识别飞机飞行状态和机动飞行动作,完成整个飞行课目的飞行成绩自动评定,逼真再现飞行过程。为提高飞行技术,确保飞行安全提供了技术手段。

辅助驾驶员操纵的预见显示及预测控制

针对人具有预见、预测能力和驾驶员操纵品质要求， 提出了辅助驾驶员操纵的预见显示及预测控制方案。应用数字预见控制和预测控制技术对驾驶员最优控制模型、显示与控制协调性合成设计和预见加速显示进行了研究。建立了驾驶员跟踪目标信号的最优预见控制模型和基于系统状态的预见加速显示的人机系统预测控制结构。用非零和协调性动态规划法进行驾驶员显示器控制器的最优协调性合成设计， 可减轻驾驶员的操纵负担， 提高飞行品质和主观评价。

辅助驾驶员操纵的预见预测显示器研究

辅助驾驶员操纵的控制和显示技术随着现代控制理论和微电子技术的发展正走向高度综合。本文从驾驶员的操纵品质要求和主观等级评价出发，针对人自身的预见，预测能力，提出了辅助驾驶员操纵的预见预测显示器的设计方案及仿真模拟结果。能有效地减轻驾驶员的操纵负担，提高人机系统性能。并从驾驶员最优控制模型，显示与控制协调性合成设计和预见预测显示器设计几个方面详细论述了方案的实施。

基于四余度设计的驾驶员操纵传感器校准方法

飞行控制系统中,驾驶员操纵传感器作为飞机人工操作的信号源,具有非常重要的作用。目前,驾驶员操纵传感器LVDT采用检定的方式完成计量,忽略了该类传感器的使用要求。以驾驶员传感器技术要求为基础,分析四余度LVDT传感器技术指标特点,提出对其中通道跟踪误差和通道干扰的校准需求和校准方法,并通过Matlab实现通道跟踪误差计算。该方法的建立能够为传感器基于应用需求的校准方案设计提供思路,在今后具有复杂应用环境、特殊应用要求传感器的校准设计中打下基础。

某型飞机驾驶员操纵装置子系统测试探索

通过某型飞机驾驶员操纵装置子系统的原理、系统组成结构及特性规律,分析了该系统在测试过程中的测试原理、测试方法以及调装方法和技巧。

基于AMESim的驾驶员操纵装置阻尼特性研究

针对电传飞行控制系统驾驶员操纵装置的阻尼特性进行建模与仿真分析,利用AMESim仿真软件为驾驶员操纵装置的阻尼器参数设置进行仿真分析,同时,分析了活动部件质量、系统摩擦力、启动力的变化对系统阻尼特性的影响。

倾转旋翼机短舱倾转策略对驾驶员操纵负荷的影响

关注XV-15倾转旋翼机从直升机模式到飞机模式转换机动中驾驶员操纵负荷和飞行器运动状态。为得到转换机动过程中的驾驶员操纵和飞行器运动状态,提出一种综合考虑多影响因素的转换机动研究方法。将转换机动构造成一恰当的非线性最优控制问题,并将转换耗时、驾驶员操纵负荷、操纵分配、需用功率和飞行姿态构成优化目标。在约束中不仅考虑动力学约束中的轨迹和操纵限制,还包含倾转走廊和飞行高度方面的安全条件。结合小波分析来评估转换机动最优解中的驾驶员操纵负荷,并讨论不同短舱倾转策略对驾驶员操纵负荷和飞行器运动状态的影响。结果表明:为缓解驾驶员操纵负荷和飞行姿态变化,在转换机动中,短舱应从悬停开始以低速率倾转,到达一定速度后调整为正常速度。提出的优化方法可辨识不同短舱倾转策略的优劣。

高速公路上自然驾驶工况下驾驶员转向操纵行为的动态特性分析

驾驶员模型的建模主要围绕着驾驶员的感知,决策和操纵三个关键行为展开研究,对驾驶员生理特性及行为的研究分析是提高驾驶员建模精度的重要方法。驾驶员转向行为特性的研究大多是在时域中进行分析,很少分析驾驶员操纵的频域特性,因此对驾驶员的转向动态特性很少研究。通过傅里叶变换分析高速公路上自然驾驶工况下驾驶员转动转向盘转角的动态特性,为分析驾驶员转向行为特性提供研究基础。

基于发动机动态试验台的驾驶员纵向操纵特性对汽车动力系统性能影响的研究

在发动机动态试验台上实现了对车辆、道路载荷、驾驶员操纵特性及整车行驶工况的动态模拟,并在国内首次利用发动机动态试验台对驾驶员纵向操纵特性对动力系统性能的影响进行了研究。具体包括动力性和经济性两类换挡规律对汽车加速性能和基于EUDC工况的百公里油耗的影响,以及换挡动作快和换挡动作慢两类驾驶员对汽车起步和换挡过程品质影响的研究。通过发动机动态试验台的试验,得出了驾驶员的纵向操纵特性对汽车动力性、燃油经济性和换挡品质的影响的规律,提高了我国对发动机动态试验台的应用水平。

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。

飞机驾驶员幕僚系统概述

概述了辅助飞行操纵的驾驶员幕僚系统的当前研究状况,结合旋翼飞机驾驶员幕僚系统RPA(RotorcraftPilot’sAssociate)分析了系统的体系结构、任务递阶规划和座舱信息管理的主要特点,同时对驾驶员幕僚系统中的知识获取和表示、处境评估和驾驶员意图推断等关键技术进行了论述。

某型车辆自动驻车控制系统设计

传统的手刹在车辆起步时需要依靠驾驶者通过手动释放,停止行驶后手动拉紧.实际情况是:车辆行驶时未释放手刹、停车后未拉紧手刹的现象时有发生,对车辆及行人的安全造成很大的隐患.本文介绍了一种基于某型机动车辆CAN总线网络、自动驻车单元、驾驶操纵手柄及互联电缆实现车辆自动驻车(英文名:AUTOHOLD)功能的设计.

民机横航向静稳定性适航符合性数学仿真评估

针对适航标准对民机横航向静稳定性的要求,提出了一种基于人机闭环数学仿真计算的适航符合性评估方法。根据适航条款的要求提出了量化评估指标,建立了飞机系统模型和驾驶员操纵模型,以实现定常直线侧滑飞行等的特定飞行任务的人机闭环数学仿真,并依据数学仿真结果和评估指标对飞机的横航向静稳定性做出评估。运用此方法完成了某型民机设计方案的适航符合性评估,并较准确地确定了飞机横航向2个静稳定导数的合理取值范围。该方法可应用于民机的概念方案设计,计算结果可为飞行试验提供理论参考。

航空人为差错检测及其对飞行安全的影响研究

提出了基于模拟飞行的人为差错检测及飞行安全评估方法,建立了飞行仿真平台、驾驶员操纵动作模型和人为差错辨识模型,通过驾驶员在环实验,在模拟飞行过程中,实时监测驾驶员的操纵行为,通过与驾驶员操纵动作模型的对比,辨识并检测出驾驶员在操纵过程中产生的差错,并评估对飞行安全及飞行品质的影响。通过飞行员在模拟飞行环境下某型飞机驾驶杆脱开实验,验证了模型及方法的有效性。

民机起飞爬升梯度适航符合性数学仿真评估

民机起飞过程中沿起飞航迹各点的爬升梯度反映了飞机超越地面障碍达到安全飞行高度的能力。针对适航条款对于起飞程序和爬升性能的要求,提出了一种基于人机闭环数学仿真计算的单发停车起飞爬升梯度适航符合性评估方法。建立了飞机本体动力学模型、起落架运动模型和驾驶员操纵模型,提出了适航符合性评估指标,并设计了飞机单发停车起飞的仿真任务和驾驶员操纵程序。通过闭环数字飞行仿真完成了不同验证状态点的爬升梯度评估。该方法可应用于民机的概念方案设计,计算结果可为飞机起飞重量的确定与单发失效爬升性能的试飞验证等提供理论参考。

基于数字虚拟飞行的民机复飞爬升梯度评估

飞机的爬升梯度反映了其越过地面障碍达到安全高度的能力,为保障民机复飞时的飞行安全,适航条款规定复飞爬升梯度应满足一定的数值要求。根据适航条款对民机复飞程序和复飞爬升梯度的规定,提出了一种基于数字虚拟飞行的复飞爬升梯度适航符合性评估方法。基于适航条款规定和驾驶员操纵特点,建立了复飞任务的数字化模型和驾驶员操纵模型,进而以中国某型涡喷支线客机为对象建立飞行动力学模型,构成了可进行复飞爬升任务仿真的数字虚拟飞行仿真系统。通过仿真计算完成了对着陆爬升和进场爬升的爬升梯度评估,并与真实试飞结果对比,评估相对误差在10%以内,验证了本文方法的适用性和准确性。本文方法可应用于民机的概念方案设计,为保证飞机复飞爬升性能的适航符合性和最大着陆重量的确定等提供支持。

直升机飞行品质等级数值认定方法研究

针对直升机机动飞行品质评估,ADS-33E-PRF飞行品质规范设立了不同机动性要求的任务—科目—单元,这些任务—科目—单元为驾驶员试飞进行品质评定提供了相应的依据。同时,这种主观评定方法存在成本高、风险大、周期长且无法指导直升机前期设计等问题,采用数值分析的方法是解决这一问题的有效方式。本文在总结直升机机动飞行驾驶员主观评定方法的基础上,通过引入操纵量功率谱分析、驾驶员灵敏度函数以及驾驶员快捷性指标等相关技术手段,探讨直升机机动飞行品质等级数值认定方法。最后,通过数值仿真初步验证了方法的可行性。

高速公路弯道行车轨迹仿真与影响因素分析

针对山区高速公路弯道事故高发的特点,对山区高速公路的弯道行车轨迹进行了仿真研究。首先考虑山区高速公路汽车行驶状态的非线性特性,建立基于非线性的5自由度汽车动力学模型的驾驶员-汽车-道路闭环操纵系统模型,然后应用模型对山区高速公路弯道的行车轨迹进行了模拟仿真,通过对不同道路条件下行车轨迹的对比分析,得到其对高速公路曲线段行车轨迹的影响规律:随着圆曲线曲率的增加,缓和曲线长度的减少,曲线超高的增大,行车轨迹侧向偏移越大。仿真结果对高速公路曲线段道路交通安全管理提供了理论支持。

直升机抛放吊挂后的最优操纵与分析

为了研究吊挂抛放后回到稳定状态的合理操纵方式以增加安全性且辅助控制律设计,开发并验证了直升机带吊挂模型,使用轨迹优化方法得到了直升机抛放吊挂物后的最优操纵时间历程及相应的状态变化历程。在相同的初始条件下,计算了不同的性能指标对应的优化结果,分析并确定了性能指标的最终配置方式。研究了吊挂物质量对优化结果的影响。根据从悬停状态抛放吊挂的算例结果可得:抛放吊挂物后,驾驶员主要控制垂向和纵向通道,而横向和偏航通道所需操纵较少,且吊挂物质量越大,所需的操纵幅值越大。

舰载直升机着舰飞行品质试飞评估

为了评估舰载直升机的着舰飞行品质,依据舰面起降任务特点构建了着舰任务科目试飞评估方法,并开展了舰载直升机着舰飞行品质试飞评估。首先,对直升机不同着舰方式的任务科目进行了驾驶员主观定性评估;然后,基于频域法对着舰过程中直升机的操纵及响应特性开展了客观定量分析。结果表明:同一起降位以艉弦进入方式着舰的驾驶员操纵品质等级评定结果优于左舷进入方式,而同样是艉弦进入方式,靠近艉弦的起降位着舰优于远离艉弦的起降位;同时,直升机对于高频操纵输入的幅频及相频响应特性与驾驶员操纵品质等级评定结果具有一定联系。