基于自适应驾驶员最优控制模型的飞行品质预测

传统飞机驾驶员最优控制模型采用卡尔曼滤波,无法反映飞行员对未知环境的适应能力,在飞行试验中有时存在与飞行员实际评分不一致的现象.为此,采用自适应状态估计理论对传统驾驶员最优控制模型进行了修正,提出了基于自适应飞机驾驶员最优控制模型的飞行品质评估方法.通过对比飞行试验和模型仿真结果表明了这一评估方法的可行性,所采用的修正加权系数得到的评分结果精度更高.研究结果表明,飞行员评分与指标函数加权系数比值相关,采用变化加权系数比值得到的评估结果与飞行员实际评分更为吻合.随着飞机动态特性的变差,这一比值将不断增大,飞行员将投入更多精力进行飞行状态监测,进而导致飞行员降低对飞行品质的主观评价.     

融合机床精度与工艺参数的铣削误差预测模型

为弥补现有五轴联动数控铣床加工飞机结构件的加工精度评估系统的不足,提出利用机床精度检测数据和零件特征及其工艺参数来构建评估指标体系,基于BP神经网络建立了飞机结构件加工误差预测模型。通过完成训练的网络权值分布,计算出各输入指标对最后评估结果的影响,并通过实例分析检验了模型的可靠性。结果表明,经BP神经网络模型训练得到的结果和样本零件的三坐标测量机测量数据基本吻合,选取的评价指标具有有效性。该评估模型能够有效地融合机床精度检测数据和零件特征及其加工工艺参数,对飞机结构件的铣削加工误差进行预测。     

飞行训练评估系统引入生理信息的方法探讨

飞行训练评估系统可根据飞行过程中记录的飞行参数按飞行标准自动判定飞行员飞行水平,但现有的飞行训练评估系统只评判出飞行成绩,没有体现出飞行员的生理状态.本文探讨在飞行训练评估系统中引入生理信息的方法,以便了解飞行员飞行水平与生理状态的变化关系.方法 采用生理参数检测装备获取飞行员生理信息;基于生理信息数据进行生理状态挖掘建模;探讨飞行成绩与生理状态评估数据之间相关性,从而实现生理信息进入飞行训练评估系统.     

飞机飞行振动预计技术

介绍了飞机飞行振动的主要来源和特征,分析了传统预计方法的不足,针对飞机飞行振动与高度、马赫数、攻角等飞行参数呈非线性关系的特点,提出了基于BP神经网络的飞行振动预计新技术,建立了预计模型,通过8组建模样本训练网络,确定了预计模型中的各个参数值。预计结果和实测飞机飞行振动信号比较分析表明:该方法预计精度高,验证了BP神经网络预计飞机飞行振动的可行性。     

基于遗传神经网络的飞行载荷参数识别

针对飞行载荷参数识别问题,结合典型机动动作,提出一种优化改进的BP神经网络模型。模型采用留出方法和遗传算法对BP神经网络的设置参数进行优化,利用最优设置参数训练得到飞行载荷与飞行参数的BP神经网络模型。在半滚机动下,通过利用飞行参数识别某一部位弯矩并与未优化BP神经网络对比,表明优化改进的BP神经网络模型对飞行载荷参数识别是一种可行且精度高的方法。     

基于BP神经网络和飞行参数的航段风险评价

飞行运行风险的定量评估对于民航安全保障具有重要意义。设计并实现了一种基于BP神经网络算法的航段风险评价系统。该系统将大量飞行情景参数直接作为飞行风险评估的基础,通过飞行能力评价体系获得飞行运行风险度经验数据,并使用神经网络实现了任意飞行情景的风险度拟合运算。经过真实航班飞行数据的测试和飞行品质监控系统的验证表明,该系统可为进近着陆阶段任意时刻的飞行运行风险评估提供可靠的结果。     

基于功率谱的飞行操作技能评价方法

为定量评价飞行员的操作技能,基于飞行快速存取记录器(Quick Access Recorder,QAR)数据,应用功率谱原理建立了一个飞行技能评价模型。模型可依据功率谱图定性分析飞行操作,依据平均功率频率及中值功率频率指标定量评价飞行员操作技能水平,最后应用从航空公司采集的QAR数据验证了模型的实用性和可靠性。结果表明,该模型使用方便,计算结果直观、准确,能够应用于飞行运行部门评价飞行员的操作品质。模型的进一步软件化可为航空公司评价飞行操作绩效、改进飞行训练提供参考依据和支持。     

BP神经网络在导弹试验干扰效果评估中的应用

导弹试验时,为了考核导弹的抗干扰性能,须要构建复杂的电磁环境。在分析复杂电磁环境影响导弹作战性能的干扰因素基础上,建立了干扰效果评估的BP神经网络模型,通过试验数据样本进行学习训练。利用训练好的模型对干扰效果进行检验评估,结果表明:基于BP神经网络的干扰效果评估模型具有一定实用性和可行性,可以对一定场景下的干扰效果作出快捷准确客观评价。     

基于BP网络的机组工作量评估方法研究

为研究机组工作量的评估问题,搭建了模拟飞行实验平台,设定了7种不同负荷的飞行任务。模拟飞行中,对被试的生理指标进行测量,并采集其主观评价值。采用BP网络进行数学建模,将生理指标测量值作为输入、NASA-TLX表法的评价值作为输出,利用输入、输出模式对对网络进行训练,并对该方法进行验证。结果表明,基于BP网络的机组工作量评估方法,较传统方法更为稳定、精确,且大大降低了被试数量。提高训练模式对的数量、简化生理指标的测量过程,并保证测量精度是该方法成功的关键。     

用飞行员模型进行飞行品质自动评估技术研究

介绍了飞机的飞行品质评估典型任务,初步建立了飞行员行为特性数学模型以及飞行品质自动评定专家知识库,开发了基于试飞员模型的飞行品质评定软件的设计与实现;在六自由度动基座飞行模拟器上,针对某高教机电传飞控系统进行了飞行模拟器部分典型任务的飞行品质自动评估,其评估结果与飞行员评估结果基本吻合.该技术应用于飞控系统控制律设计、优化中,能提高设计效率,节约主观评定的时间,是客观飞行品质评定的有力补充.     

基于动态贝叶斯网络和模糊灰度理论的飞行训练评估

针对战斗机飞行训练中的评估问题,提出了一种基于动态贝叶斯网络和模糊灰度理论的评估方法。首先,分析了训练过程中典型飞行参数与机动动作的因果关系,根据专家经验与先验知识构建基于动态贝叶斯网络的机动动作识别模型,推理得到战斗机机动动作识别结果。然后,建立战斗机飞行训练评估指标体系,根据战斗机机动识别结果选择飞行训练评估指标,并采用综合赋权法确定了指标权重。最后,建立灰度模糊评估矩阵,结合飞行训练过程中各评估指标的飞行数据得到评估结果。实验结果表明该评估方法能够根据飞行过程中的参数信息进行机动动作识别及飞行训练评估,提高了飞行训练评估的效率。     

Real-time evaluation method of flight mission load based on sensitivity analysis of physiological factors

As the complexity of flight missions continues to increase, sending a timely warning or providing assistance to pilots helps to reduce the probability of operational errors and flight accidents. Monitoring pilots’ physiological data, real-time evaluation of mission load is a feasible technical way to achieve this. In this paper, a set of flight tasks including aircraft control, humancomputer interaction and mental arithmetic tests are designed to simulate five mission loads at different flight d...     

Prediction of nonlinear pilot-induced oscillation using an intelligent human pilot model

This paper proposes a method to predict nonlinear Pilot-Induced Oscillation (PIO) using an intelligent human pilot model. This method is based on a scalogram-based PIO metric, which uses wavelet transforms to analyze the nonlinear characteristics of a time-varying system. The intelligent human pilot model includes three modules: perception module, decision and adaptive module, and execution module. Intelligent and adaptive features, including a neural network receptor, fuzzy decision and adaptation, are also introduced into the human pilot model to describe the behavior of the human pilot accommodating the nonlinear events. Furthermore, an algorithm is proposed to describe the procedure of the PIO prediction method with nonlinear evaluation cases. The prediction results obtained by numerical simulation are compared with the assessments of flight test data to validate the utility of the method. The flight test data were generated in the evaluation of the Smart-Cue/Smart-Gain, which is capable of reducing the PIO tendencies considerably. The results show that the method can be applied to predict the nonlinear PIO events by human pilot model simulation.     

操纵面故障对飞行包线的影响研究

进行飞机操纵机构故障时飞行包线估计对提高飞行安全具有重要意义。针对飞机操纵面故障特点,提出一种在线飞行包线估计方法。首先根据操纵面对飞行动力学参数的影响建立故障参数模型,然后应用基于遗忘因子的最小二乘参数估计方法进行气动参数的在线估计,最后基于参数估计结果进行包线的精确估算和分析,计算结果可为驾驶员和包线保护控制提供参考。仿真分析表明,该方法能精确估计飞行包线范围。     

面向空管模拟机培训的智能应答机长研究

针对当前日益增长的空中交通管制员(以下简称“管制员”)培训需求以及传统管制员培训模拟机面临的效率低等问题,设计了 1个面向空管模拟机培训的智能应答机长系统。该系统利用语音识别、指令提取、指令复诵、语音合成等技术,能够实现对管制模拟培训过程中管制员语音的智能识别和理解,并模拟飞行员自动输出复诵指令的功能。通过对真实空管对话语音模式的研究和分析,制定了 1套详细的复诵规则,以适应不同场景下的管制指令复诵模式。此外,集成了特情处理模块以支持管制员特情处理培训。在真实管制培训环境下进行实验验证,结果表明,所提出的智能应答机长系统综合复诵准确率为 88.6%,可以有效提升管制员培训质量和效率,显著降低了人力成本。并且,该系统可以作为子系统集成到现有的管制员培训模拟机系统中,具有较强的便捷性和兼容性。     

飞行员数学模型与新机飞行品质预测

简述了建立飞行员数学模型的重要意义和方法，给出了飞行员的常用数学模型形式及有关参数参考数据，并着重讨论了飞行员数学模型在新机飞行操纵品质评估预测中的应用 。     

Augmented flight dynamics model for pilot workload evaluation in tilt-rotor aircraft optimal landing procedure after one engine failure

An augmented flight dynamics model is developed to extend the existing flight dynamics model of tilt-rotor aircraft for optimal landing procedure analysis in the event of one engine failure.Compared with the existing flight dynamics model, the augmented model involves with more pilot control information in cockpit and is validated against the flight test data. Based on the augmented flight dynamics model, the optimal landing procedure of XV-15 tilt-rotor aircraft after one engine failure is formulated into a Nonlinear Optimal Control Problem(NOCP), solved by collocation and numerical optimization method. The time histories of pilot controls in cockpit during the optimal landing procedure are obtained for the evaluation of pilot workload. An evaluation method which can synthetically quantify the pilot workload in time and frequency domains is proposed with metrics of aggressiveness and cutoff frequencies of pilot controls. The scale of the pilot workload is compared with those of the shipboard landing procedures, bob-up/bob-down and dash/quickstop maneuvers of UH-60 helicopter. The results show that the aggressiveness of pilot collective and longitudinal controls for the tilt-rotor aircraft optimal landing procedure after one engine failure are higher than those for UH-60 helicopter shipboard landing procedures up to the condition of sea state 4, while the pilot cutoff frequency of collective control is lower than that of the bob-up/bob-down maneuver but the pilot cutoff frequency of longitudinal control is higher than that of the dash/quick-stop maneuver. The evaluated pilot workload level is between Cooper–Harper HQR Level 2 and Level 3.     

论试飞员培训条件建设

试飞员培训离不开教学专用的航空器和地面模拟设施等教学条件.这些教学条件是试飞教学实施、保持和持续提高试飞教员教学水平所必须的.教学条件的完整性和试飞教学师资力量共同决定着试飞员学校的培训水平和能力.首先分析了试飞员职业生涯的特点,介绍了国外试飞员学校的培训条件,说明了试飞员培训条件与教学体系、师资的关系,最后结合我国实际给出了试飞员培训条件建设的内容,供从事试飞员、试飞工程师培训的管理、教学和研究人员参考.     

飞行控制系统优化设计方法

提出了现代飞行控制系统的优化设计需考虑驾驶员的操纵行为和生理限制,才能进行人－机组合优化设计,建立了驾驶员最优控制模型,提出飞行控制系统优化设计目标函数和设计方法,并通过对某飞机飞行控制系统的优化设计和人－机闭环系统的动态仿真研究,证明了所提出了的设计方法理论上是正确的,工程上是可行的。