基于Stateflow的 无人机多模态控制转换逻辑设计

针对基于Simulink建立的无人机飞行管理系统存在逻辑复杂、全飞行状态航迹仿真建模繁琐等缺点,文章利用有限状态机建立无人机全状态、多种导航控制模态下的控制和逻辑切换流程,并结合飞行管理系统、飞行控制系统和无人机运动学模型建立无人机全状态仿真系统,通过仿真对飞行工作模式的切换效果进行了验证。     

飞行管理系统技术发展探讨

介绍了飞行管理系统的发展、组成及功能，阐述了飞行管理计算机系统的功能及其发展的关键技术。应用该系统有助于提高飞机的经济性、舒适性、使用性和安全性，减轻飞行员的工作强度，提高飞机的综合竞争力。     

民用飞机故障载荷设计研究

以某大型民用客机为例,基于各系统的功能危险性评估报告进行故障筛选,根据筛选得到的故障清单对失效发生时刻和失效状态下继续飞行的飞行载荷进行了设计分析,发展形成了一种高效、可靠的故障载荷设计研究方法。     

飞行管理系统及其飞行轨迹的优化生成

飞行管理系统是新一代飞机最重要的技术特征。本文首先简单介绍了飞行管理系统的产生背景、基本组成及其功能,然后对飞行管理系统的发展进行了说明。飞行管理系统是区域导航系统和性能管理系统的高度综合,其核心问题就是优化飞行轨迹的生成和实现.文中指出优化飞行轨迹的生成是飞行力学工作者主要的研究问题,最后阐述了飞行管理系统的发展前景,并对我们目前进行的工作作了简要介绍。     

新一代高级教练机复杂飞行状态安全性相关问题分析

以新一代高教机为背景,对飞行学员面临复杂飞行状态——极限飞行状态和临界飞行状态时的心理影响因素及安全性问题进行了详细分析和论述。首先确定了新一代高教机的飞行边界限制,对复杂飞行状态进行了分类;其次,归纳了两类常见的驾驶错误,分析了影响学员处理复杂飞行情况的心理因素;为了使飞机在整个飞行范围内均具有优异的飞行品质并使飞机始终处于允许的飞行状态区内,保证飞行安全,提出了新一代高教机机载飞行安全保障系统的概念,分析了系统的构成、特点和主要功能;为了保证新一代高教机飞行安全保障系统的高可靠性,提出了系统余度结构配置的思想;随后,提出了几种面对复杂飞行状态的心理训练方法;最后给出了几点启示。     

新形势下飞机飞行试验安全性评估新理念

论述了新形势下飞行试验安全思维的转变,提出基于组织管理系统,从事故类型出发寻找影响飞行试验安全的因素。并运用风险管理模型,通过分析风险发生可能性和后果严重性,对组织管理系统进行安全性等级评价,对发现的问题提出相应的防护措施。该安全性评估体系的建立,为不断完善优化飞行试验安全组织管理体系提供了一种有效途径,同时可为飞行保障和安全管理提供技术支持。     

直升机尾桨失效分析及试飞技术研究

对直升机在悬停飞行以及平飞时的尾桨失效故障状态进行了受力分析,利用D级模拟器对直升机尾桨失效试飞技术进行了探索,最后给出了直升机不同飞行状态下发生尾桨故障后的应急处置预案,对于保证飞行安全和开展直升机尾桨失效试飞技术研究具有重要的价值。     

民机自动飞行模式设计规范与适航性分析

民机自动飞行系统对降低飞行员工作负荷、提高飞行安全性具有重要作用.分析了自动飞行系统飞行模式设计的相关适航规范要求,研究了模式设计的基本方法和软件开发工具,以及适航符合性验证方法.开发了一种飞行模式设计与仿真平台,基于MATLAB/Stateflow设计飞行模式及其切换机制,采用MATLAB/GUI接收驾驶员操作输入,并调用飞行动力学模型进行实时仿真.形成一个集模式设计、仿真和验证一体化的闭环平台,可用于民机飞行模式的设计和适航性分析.     

基于模型驱动的HUD系统安全性分析方法研究

平视显示器能够有效提高飞行员的情景意识,从而提高飞行的安全性,现已成为新投入使用的民用客机必装的航电设备。本文结合项目实际,采用基于模型驱动的安全性分析工具---SIMFIA构建平视显示系统功能架构和失效状态(顶事件),自动生成引起失效状态因素的故障树,用于达到分析平视显示系统安全性的目的。结果表明,SIMFIA建模与系统设计相结合,能够实现系统设计与安全性评估工作的一致表示,从而有效支持系统和安全性分析的迭代过程。     

基于飞行状态的直升机部件使用费用分析

基于飞行状态造成的疲劳损伤，引入“影响因子”的概念，建立飞行状态时间比例改变对动部件使用费用影响的数学模型，分析各种飞行状态时间比例改变对动部件使用费用的影响程度。采用此模型对某型直升机的研究表明，计算得到的只有一个飞行状态时间比例主动改变和只有一个飞行状态时间比例未主动改变的影响因子可以定性和定量地分析飞行状态对使用费用的影响，在此型直升机所有的飞行状态巾只有两种飞行状态造成的使用费用在飞行状态时间比例变化0．1时变化超过0．01。     

基于模型检查的民用飞机飞控系统安全性评估

在以大型民机为代表的安全关键系统研制中,系统复杂度的提升极大地降低了依赖设计人员经验的传统安全性评估手段的效率与有效性,并带来了反复迭代困难等问题,基于模型的安全性评估方法(MBSA)能够显著降低研制过程的分析复杂度,提高安全性评估的工作效率。民机系统安全性评估指南ARP 4761A中也增加了MBSA相关的安全性评估工作。阐述了利用有限状态机与时态逻辑构建形式化安全性模型,开展安全性评估的基本原理,详细的分析过程及定义安全属性的方法,并以某民用飞机为对象,建立飞控系统副翼控制功能的SMV形式化模型,定义了副翼控制功能的形式化安全性需求,给出了基于形式模型的安全性属性验证评估案例,证明了基于形式化方法的安全性评估在民机系统安全性工作中的可行性。     

Software intensive systems safety analysis

Two important elements in the avionics suite of modern aircraft are: the flight control system (FCS) and the flight management system (FMS). The FCS provides the capability to stabilize and control the aircraft, while the FMS is responsible for flight planning and navigation. A clear trend in the aerospace industry is to place greater reliance on software systems, and many FCS and FMS subsystems are implemented primarily in software. For example, within the FCS is the flight guidance system (FGS) that generates roll and pitch guidance commands. Similarly, within the FMS is the vertical navigation (VNAV) function that acts like a third crew member in the cockpit, ordering mode change requests and resetting target altitude values to enable the aircraft to track the vertical flight plan. We have developed formal, executable models of the requirements for the mode logic of a FGS and for portions of the VNAV functionality. We have also conducted a comprehensive software safety analysis on the FGS mode logic model, and are completing the analysis of the VNAV model. This analysis uses as its starting point several "traditional" safety analysis techniques such as a functional hazard assessment (FHA), a fault tree analysis (FTA), and a failure mode effects analysis (FMEA). However, we are also using formal methods techniques known as model checking and theorem proving to verify the presence of safety properties in the model. This paper summarizes the (now completed) safety analysis that was performed on the FGS model, and highlights the similarities and differences with the (still on-going) safety analysis of the FMS model. In particular, we summarize progress made to date in the use of formal methods to verify the presence of the required safety properties in the models themselves.     

一种基于AADL的航空电子系统仿真和验证技术

飞机系统集成化程度的提高增加了对航空电子系统设计和分析的难度,同时也对安全性需求等系统特性的验证提出了更高的技术要求。对基于结构化分析和设计语言(AADL)的系统建模和仿真流程及相应的评估分析能力进行了介绍,并在基于AADL的航空电子系统建模框架下,提出基于AADL的航空电子系统仿真评估和验证方法,利用结构化分析和设计语言AADL构建航空电子系统典型子系统的正常模型和错误模型,并以此建立系统的扩展模型。在此基础上,利用形式化方法对系统模型进行描述并转化为Kripke结构。最后对系统模型进行模型仿真和特性验证,验证所构建的系统架构和设计逻辑是否符合系统设计特性需求。     

飞行管理系统导航功能分析

本文研究了飞行管理系统(FMS)导航功能的要求,分析了导航滤波方法、结构和导航方式及FMS自动导航管理等问题。     

结冰飞机着陆阶段飞行安全包线确定及操纵应对策略

结冰会导致飞行安全包线收缩、严重威胁飞行安全,研究结冰后安全包线变化对于操纵应对策略设计及提高飞行安全具有重要意义。以美国国家航空航天局（NASA）的项目飞机GTM（Generic Transport Model）为研究对象,通过对飞机的气动参数进行多项式拟合,建立了结冰飞机纵向通道的动力学模型。为了得到能随结冰程度变化的安全包线,将可达性分析理论引入到对结冰飞机着陆过程的安全性分析。提出将正向可达集与反向可达集的交集作为飞行安全包线,其中可达集的确定是基于水平集方法求解哈密尔顿-雅克比方程的最优解。最后针对不同程度的结冰条件进行了操纵时域验证,并提出了相应的操纵控制策略。研究结果表明,轻度结冰对安全包线影响较小,整个着陆过程的飞行状态始终能在最优控制指导下保持在安全包线以内;但对于重度结冰,飞行安全包线收缩严重,常规操纵已经很难使飞机达到着陆要求,需要进行飞行状态改出处理。研究结果为指导飞行操纵及实时包线保护打下基础。     

基于飞行超限事件的飞行安全评估模型

为了提高航空公司对飞行安全的管理水平,建立了影响飞行安全的飞行超限事件层次结构模型,去除评价指标中定性的描述,使指标通过飞行超限事件发生率进行量化。利用改进的层次分析法（AHP）一致性校验算法,使AHP在给定的判断矩阵下,不需经过一致性检验,能够直接给出所要求的权重值,保证判断矩阵的一致性。通过对飞行超限事件历史数据进行飞行超限事件发生率统计,利用静态评价和动态评价分析飞行安全,并在．NET平台实现了评估模型,仿真实例验证结果表明了该方法的有效性。     

Force measurement using strain-gauge balance in shock tunnel based on deep learning

When a force test is conducted in a shock tunnel, vibration of the Force Measurement System (FMS) is excited under the strong flow impact, and it cannot be attenuated rapidly within the extremely short test duration of milliseconds order. The output signal of the force balance is coupled with the aerodynamic force and the inertial vibration. This interference can result in inaccurate force measurements, which can negatively impact the accuracy of the test results. To eliminate inertial vibration interference from the output signal, proposed here is a dynamic calibration modeling method for an FMS based on deep learning. The signal is processed using an intelligent Recurrent Neural Network (RNN) model in the time domain and an intelligent Convolutional Neural Network (CNN) model in the frequency domain. Results processed with the intelligent models show that the inertial vibration characteristics of the FMS can be identified efficiently and its main frequency is about 380 Hz. After processed by the intelligent models, the inertial vibration is mostly eliminated from the output signal. Also, the data processing results are subjected to error analysis. The relative error of each component is about 1%, which verifies that the modeling method based on deep learning has considerable engineering application value in data processing for pulse-type strain-gauge balances. Overall, the proposed dynamic calibration modeling method has the potential to improve the accuracy and reliability of force measurements in shock tunnel tests, which could have significant implications for the field of aerospace engineering.     

基于灰色理论的飞行事故率和事故症候率预测

基于灰色预测理论,给出了飞行事故率和事故症候率预测分析的新方法。分析结果表明,采用灰色预测理论对飞行事故率和事故症候率进行预测分析,可以得到满意的预测精度,从而为民用航空器运营管理提供决策依据。     

FMS的对象建模

进行FMS建模研究是研究FMS动态仿真软件的自动生成的前提.面向对象源于仿真,采用面向对象的建模方法,在FMS的分析、建模以及动态调度软件自动生成有着极大的优越性.本文首先研究了对象建模的方法,并以之为指导,建立了FMS的对象模型、功能模型和动态模型,为FMS动态仿真软件的自动生成打下了基础.     

飞行管理系统下降路径构建及应用研究

在飞行管理系统下降设计中，通过下降路径的构建可为接近目的机场提供一个垂直轨迹，使飞机遵守终端区各种限制要求，从而精确控制下降路径，满足安全性要求。本文分析了下降路径的定义及其在典型机型中的构建方法，给出了下降路径的描述方法及实现途径，并对具体机型中的应用做了简要介绍。