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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

防止型驾驶员诱发振荡技术的研究

许多严重的飞行事故都与由速率限制引起的 型PIO有关。针对如何预防PIO,首先介绍了自适应杆增益和软件限制环节的设计原理。然后以某带速率限制的电传飞机为例,运用同一理论,分析采用自适应杆增益和软件限制环节来改善速率限制的不利影响。仿真结果表明,自适应杆增益环节和软件限制环节都能抑制住PIO的发生,但两者组合加入抑制效果更好,飞行品质也能达到满意的程度。

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。

直升机贴地飞行时的驾驶员诱发振荡研究

主要阐述直升机贴地飞行时的驾驶员诱发振荡问题，导出了贴地突防和迅速停止动作、地形跟踪时的“海豚”运动和贴地飞行时滑雪运动条件下诱发振荡时操纵位移和稳定裕度的计算公式，计算了Ｚ─８直升机的纵向试验结果，并进行了误差分析。计算结果表明，所研究的方法是可行的，可推广应用于各种直升机的闭环分析和计算。

Gap准则在纵向Ⅱ类驾驶员诱发振荡预测中的应用

研究了Gap准则,建立了速率限制舵机的描述函数模型、改进的Neal-Smith模型,介绍了描述函数法研究I类驾驶员诱发振荡(PIO)的机理,得到了Gap准则在预测纵向I类PIO中的计算方法。并应用Gap准则对飞机纵向I类PIO进行了预测,结果表明Gap准则能够有效的预测纵向I类PIO。

基于速率限制舵机的Ⅱ型驾驶员诱发振荡预测方法研究

为预测由于速率限制舵机引起的Ⅱ型驾驶员诱发振荡(PIO),根据速率限制舵机的特点,建立了简化的速率限制舵机模型,在时域内对其动态特性进行了仿真分析,针对速率限制舵机非线性的特点,采用了描述函数法来研究闭环系统的特性,推导了饱和速率限制舵机的描述函数模型,研究了Gap准则预测II型PIO的具体方法。最后,通过一个简单的算例,介绍了这种预测方法的整个过程。该方法简便明晰,为非线性人机闭环系统的PIO预测提供了一种参考。

引入杆位移抑制滤波器的驾驶员诱发振荡防范方法

对人-机闭环系统进行数学建模,基于Neal-Smith频域准则,对建立的模型进行参数匹配。在该模型条件下,以对驾驶员诱发振荡(Pilot Induced Oscillation,PIO)现象的产生机理及诱发因素的研究为基础,深入探讨了在恶劣环境下PIO的防范方法,并利用Neal-Smith频域准则对该防范方法进行评估。通过开环特性和闭环特性分析,确立了引入杆位移抑制滤波器的方法来有效抑制PIO的发生,为飞机设计研制过程中有效防范PIO提供借鉴和参考。

PIO研究中的驾驶员控制行为模型

建立科学有效的驾驶员控制行为模型是驾驶员诱发振荡(PIO)研究的基础。首先,根据驾驶员控制模式不同,分别建立了驾驶员的补偿、追踪和同步控制行为模型;其次,通过仿真计算研究了不同驾驶员控制行为模型对飞机PIO易感性的影响,建立含有舵机速率限制环节的人机闭环系统,使用描述函数法预测不同驾驶员控制行为模式下某型飞机的PIO发生频率。仿真结果表明,相对于驾驶员的补偿行为,同步行为更易诱发II型PIO。