一种新型的张力控制系统的研究

介绍一种以工控机为核心、交流数字伺服电机为执行元件、采用半径跟随臂实时反馈纱团半径值的新型张力控制系统，并具体介绍了张力控制系统的硬件、软件设计、数学模型的建立等。实际应用证明系统达到了要求的指标。     

基于多小波的Volterra级数非定常气动力建模方法

非定常气动力建模除了要准确描述气动力的非定常特性,还要反映其非线性特性。Volterra级数因为对系统非线性具有很强的描述能力正日益受到重视。一阶Volterra核只能表达线性特性,要建立反映非线性特性的非定常气动力模型,需要引入二阶核甚至更高阶核的影响。高阶Volterra核辨识的主要困难在于待辨识参数的数量随着核阶次的增加而呈指数增加导致计算难度急剧加大,即出现所谓维数灾难问题。以一种分段二次多小波为基函数将Volterra核展开,求解一个高维病态方程组来计算展开系数,利用小波的多分辨分析在时间和频率两个维度的分解特性将方程降维,最终将问题转化为求解一个低维方程组得到稳定解。通过NACA0012翼型在马赫数0.8下作沉浮运动时,升力系数、阻力系数和俯仰力矩系数的二阶核和三阶核的辨识构建非定常气动力模型,然后由此计算不同减缩频率下的气动力并与CFD结果进行比较,验证了Volterra级数对非线性非定常气动力的描述能力和多小波处理方法的有效性。     

一种航路4D航迹预测的方法

4D航迹预测是空管自动化系统中的一项核心技术,能够提高空域的利用率和安全性。为了在航路上快速准确的预测航空器的飞行轨迹,提出一种预测航路4D航迹的方法。首先利用Supermap制作航路网络,然后根据航空器的性能参数,推测各时间点的航空器位置,从而得到航路上航空器的飞行航迹,并通过实例进行了说明,为航迹预测提供一定参考。     

运输机光传操纵系统的硬件及其特点

简要介绍运输机光传操纵系统的硬件及其特点,这些硬件是：挠性飞行器管理组织结构、纤维光缆装置、主动手控器、主飞控计算、光导机械装置和录敏驱动装置,同时还介绍了一单通道主飞控系统的地面演示和一副翼配平控制系统的飞行演示,光传操纵系统的设计与演示经验可供有关人员借鉴和参考。     

Use of service history for certification credit for COTS [avionic software]

Much has been written in the last ten years about how the use of commercial-off-the-shelf (COTS) components would revolutionize the aerospace industry avionics, communication, navigation, surveillance/air traffic management (CNS/ATM) as well as global air traffic management (GATM). Civil aviation authorities around the world have been faced with numerous requests to certify aircraft containing increasing percentages of COTS components, much of it never designed or intended for use in the safety critical environment of an aircraft. Product service history is one method for demonstrating that such software is acceptable for use. In theory, product service history would seem to be a fairly simple concept, both to understand and to apply. However, in practice, such use has proven extremely problematic, as questions of how to measure the historic performance and the relevance of the provided data have surfaced. This paper elaborates a research effort funded by the United States Federal Aviation Administration to collect, analyze, and synthesize what is known and understood about applying product service history. The effort is limited to the topic of software product service history as applied in the certification of airborne systems and equipment.     

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.     

我院建成航空卫星通信实验地球站

在世界范围内实现新的通信、导航和监视／空中交通管理，能改善空中交通服务，减少运营费用和提高飞行安全等。中国民航学院建成航空卫星移动通信实验地球站，为研究新航行系统、试验自动相关监视等，创造了良好条件     

面向适航认证的模型驱动机载软件构件的安全性验证

 在软件开发的过程中为适航认证提供证据,已成为机载软件开发的研究热点。现代复杂机载软件多为构件化分布式架构,如何有效验证构件之间安全性依赖关系与适航认证标准当中规定目标的一致性,是机载软件设计阶段的一个重要问题。首先,使用系统建模语言(SysML)块图建立带有安全性特征的系统静态结构模型,将其转换为块依赖图以便进行精确的形式化描述。在此基础上给出形式验证方法,检验系统静态结构模型中的安全性依赖关系与适航认证标准中所规定目标之间是否一致。最后,通过一个飞机导航系统的例子说明如何将该方法应用于机载软件开发的过程中。利用这种方法对系统静态结构模型的安全性依赖关系进行验证,能够提高系统整体的安全性,并为适航认证提供证据。     

计算机软硬件系统应用于工业控制

电子计算机自问世以来，发展非常迅速，与之相应软件系统的应用也步入了一个新的阶段。软硬件相结合使计算机在工业控制中成为一个强有力的工具。本文针对研华工业控制计算机及其配置的数据采集与控制卡等硬件．利用标准Turbo C语言编制数据采集代码。准确实时地实现工业生产、试验等现场控制。     

试验信息系统兼容性测试策略

结合试验信息系统的特点,以测试发射试验信息系统与安全管理系统的兼容性测试为例,提出了对试验信息系统进行兼容性测试的主要策略,包括业务软件与新增支撑软件在同一运行环境下的运行稳定性、安装/卸载兼容性测试;新增支撑系统或设备在运行期间对交换机网络流量影响的测试;新增系统或软件对CPU（中央处理器）、内存、端口等的占用情况测试等。通过对应用该测试策略的测试结果进行分析,发现了系统兼容性方面的问题。这些策略也可为其他类似系统的兼容性测试提供参考。     

适用于气动弹性的小波非定常气动力降阶方法

发展非定常气动力模型降阶技术旨在缩减计算耗费并且使得计算流体力学信息能够应用于气动伺服弹性以及设计优化当中。采用小波方法建立基于Volterra级数的非定常气动力降阶模型。在模型识别过程中,激励是光滑连续的且以零阶保持方式进行离散,采样频率选择二的整数幂次。近似的一阶Volterra核基于Haar尺度函数族展开,鉴于Volterra核在系统响应中的衰减特性,可在合适的有限时长截断一阶核。为了获得一阶核的各项展开系数,需要求解由输入/输出数据组成的超定方程,其中涉及到奇异值分解算法。为了验证小波方法的有效性,算例选取了二维的NACA64a010翼型。数值仿真结果表明该方法能够比较准确地预测结构小扰动引起的非定常气动力响应且能描述一定的非线性现象。     

基于W77E58单片机的无人机飞行安控器设计

介绍了无人机飞行安控器的工作原理。利用W77E58单片机高性能特点,设计了一种简洁高效的硬件电路;应用科学的安控算法,保证了软件执行的安全。实际应用表明,无人机飞行安控器的设计有效、可靠。     

基于云模型的空管安全运行保障能力评价

空管安全运行保障能力对空管安全运营具有非常重要的影响。考虑影响空管安全运行保障能力的各种因素的模糊性和随机性,引入云模型理论对空管安全运行保障能力实现定量评价;基于空管安全运行管理的特点,构建空管安全运行保障能力的评价指标体系,应用排队理论对评价指标进行权重赋值,以克服主观因素对权重赋值的影响;通过逆向云发生器计算空管安全运行保障能力评价指标的云数字特征,得到安全运行保障能力的评价云。通过实例应用进行验证,结果表明：云模型能够对空管安全运行保障能力进行整体准确评价,并能找出影响保障能力的主要环节,有助于空管部门采取针对性措施提高保障能力。     

泛函级数在导弹主翼振动分析上的应用

为了研究突风载荷对导弹主翼的垂直振动及俯仰倾角的影响,提出了对非线性动态系统做建模研究的Voherra泛函方法的任意高阶核估计方法.该方法在核理论基础上,构造线性空间,将求解Volterra泛函各阶核的问题转化为求输出观测向量在希尔伯特空间子空间上的分量,利用线性空间中向量内积的求解而间接辨识出复杂的非线性动态系统.相对于其他在时域或频域估计Volterra核的理论,该方法数学基础清晰、计算量不随辨识精度增高而增加、能够对任意高阶核进行估计,可对强非线性动态系统进行辨识,回避了计算量很大的计算流体力学(CFD).虽然对模型的喂给数据量有一定要求,但与随机和伪随机信号的随机响应法、Lee-Schetzen法和其他的统计量辨识方法比较,不需要对喂给数据量和概率分布有太高要求.通过该方法辨识出来的各阶核,可以立即得到系统的一阶幅相频响应和各阶广义频率响应.在NACA64-008A翼型加载线性扫频调幅拉伸力,将系统响应与辨识模型响应及Ijee-Schetzen法在不同喂给数据量下辨识结果做了对比和说明.     

IABC: An iteratively automatic machine learning boosted hand-eye calibration method for laser displacement sensor

An on-machine measuring (OMM) system with a laser displacement sensor (LDS) is designed for measuring free-form surfaces of hypersonic aircraft’s radomes. To improve the measurement accuracy of the OMM system, a novel Iteratively Automatic machine learning Boosted hand-eye Calibration (IABC) method is proposed. Both the hand-eye relationship and LDS measurement errors can be calibrated in one calibration process without any hardware changes via IABC. Firstly, a new objective function is derived, containing analytical parameters of the hand-eye relationship and LDS errors. Then, a hybrid calibration model composed of two kernels is proposed to solve the objective function. One kernel is the analytical kernel designed for solving analytical parameters. Another kernel is the automatic machine learning (AutoML) kernel designed to model LDS errors. The two kernels are connected with stepwise iterations to find the best calibration results. Compared with traditional methods, hand-eye experiments show that IABC reduces the calibration RMSE by about 50%. Verification experiments show that IABC reduces the measurement deviations by about 25%-50% and RMSEs within 40%. Even when the training data are obviously less than the test data, IABC performs well. Experiments demonstrate that IABC is more accurate than traditional hand-eye methods.     

试验中被制导目标的定位及安控应用

从飞行器试验安全控制角度，讨论了在末制导系统捕获目标后，如何融合外测和遥测数据以获取目标的位置信息。要点是目标位置的计算方法及其应用于安控显示软件。给出一个实例；用实时测量数据解算出飞行器制导目标的位置，并在电子地图上显示。     

纺织复合材料细观力学分析的一般性周期性边界条件及其有限元实现

针对纺织复合材料细观有限元分析中单胞网格的快速生成与顺利施加周期性边界条件之间的矛盾,提出了非周期性网格划分条件下,一般性周期性边界条件的数学表达形式.基于ABAQUS有限元软件平台,通过在单胞模型的相对面、相对边及相对角点施加多点约束(MPC)方程,实现了一般性周期性边界条件的施加.结合三维四向编织复合材料单胞模型,对比分析了周期性网格划分和非周期性网格划分情况下,单胞模型受载下的变形状态、应力分布及弹性性能的预测结果,验证了一般性周期性边界条件的正确性和有效性.研究表明:一般性周期性边界条件可以实现复杂细观结构单胞模型的自由网格划分,降低网格划分的难度,提高网格生成的质量.     

基于Stateflow的民机液压控制逻辑仿真与验证

控制逻辑是机载系统的重要组成之一,对其进行仿真与验证有利于在飞机设计早期发现问题,从而提高系统的安全性。应用Matlab/Stateflow软件平台对民机液压控制逻辑进行了建模,通过控制信号设置和状态转移图的建立仿真实现了液压系统状态监控,泵源附件控制以及指示告警功能。结合液压控制面板的人机交互设计对逻辑模型进行了动态虚拟演示,提高了系统仿真的逼真度,验证了控制逻辑的有效性和准确性。     

民用飞机驾驶舱照明光辐射安全问题探讨The Discussion of Civil Aircraft Cockpit Lighting light radiation safety issue 魏培坤 吴春泽

民用飞机驾驶舱照明旨在为飞行员创造一个舒适安全的视觉环境,保证飞行员能准确地操作各种控制开关和清晰地判读仪表、显示器等的显示信息。照明的安全除了传统意义上的安全外也应包括光辐射安全,随着LED在驾驶舱照明中的应用,光辐射安全问题日益突出,必须制定出一种对驾驶舱照明环境中的光辐射危害水平进行评估的方法,以保证飞行员的眼睛和皮肤不受到潜在的光辐射伤害。     

民用运输机首飞起落航线仿真软件设计与应用

首先简述了民用运输机首飞起落航线的定义和特点,然后提出了一种起落航线的仿真模型,并基于软件复用技术开发了仿真平台,工程应用表明本仿真平台具有较高的工程实用价值.文末指出了未来的研究方向.