一种战斗机人机功能分配方法

人机功能分配的合理性影响飞行员与飞机的高效率协作,对战斗机实现人机优势互补、加速OODA (观察、调整、决策、行动)作战闭环有重要意义。基于运行场景分析,通过研究人与机的能力特征和人机交互信息流模型,提出了一种定性分析与定量评估相结合的人机功能权衡分配方法。分析飞机运行场景下,人的操作使用行为,识别关键任务,综合匹配人与机的认知-感知能力特征,对比关键任务中同一活动人机分别执行的利弊实现功能分配的优化。给出的人机功能分配的方法和模型,为解决战斗机复杂作战环境下提高人机适配问题提供了一种新的参考。     

基于大型客机操作程序的人机功能分配研究

依据"人机协作"理念,提出了一种民用飞机驾驶舱人机功能分配的优化方法,即通过人机系统的功能分类及自动化等级划分、飞行阶段任务分解,对操作程序进行重构并采用专家评价的方法对人机功能分配进行优化与评估。该方法对于大型客机驾驶舱人机界面的设计和飞行员操作程序的制定具有一定的参考价值。     

多无人机监控系统人机交互界面研究

首先从人机权限方面考虑,提出基于三级自主等级以上的无人机系统,分析典型无人机作战任务下各操作项自动化程度、复杂性等信息,得出多机监控能力下操作员角色需向指挥员转变。然后以四机监控为例,通过设计人机智能认知信息架构,建立操作员意图识别模型,采用空域页面布局切换和时域页面智能推显等形式进行人机交互界面设计,实现单操作员对多架无人机的监控。最后在飞行模拟器环境下进行了多机监控仿真测试,测试结果证明本文设计的人机交互界面合理可行。     

基于耗氧率的人机工效评估方法研究

提高军机机务准备作业人机工效,对降低军机机务准备维修工时,提高军机出动架次率有着重要的作用。为了提高军机的机务准备作业人机工效,进而提高其出动架次率,提出了一种基于耗氧率的人机工效评估方法,基于该方法原理开发了自动化程序,并将此程序应用于军机机务准备作业流程中3种典型作业场景的人机工效评估工作,对该程序的性能进行了测试。测试结果表明,该程序能够根据输人参数自动给出作业人员劳动强度等级和作业人机工效评估结果。通过对相关评估结果进行分析,可以找出改善军机作业人机工效的方法和制约军机机务准备作业效率的关键作业环节,为改善军机的机务准备作业效率,提高其出动架次率提供依据。     

基于眼动识别技术的军机资料人机工效验证

分析军机技术资料人机工效性验证需求上,提出基于眼动识别技术的军机技术资料人机工效验证工作应用方式及实现方法。在开展军用飞机技术资料人机工效性分析的基础上,给定人机工效性指标,设计了针对用户技术资料易定位性及易理解性的验证评估试验,结合可穿戴式眼动仪及ErgoLAB人机环境同步平台,对试验中的指标进行采集和分析。通过试验能够明显地反映出,在各个人机工效指标的量值下,军机技术资料的人工效能性可以通过人的人机工效指标进行量化衡量。通过军用飞机技术资料人机工效试验的开展与数据的分析,推断出基于眼动与面部识别技术的人机工效性分析方法,可应用于军用飞机技术资料综合验证工作。     

有人机/无人机协同任务控制系统

针对有人机/无人机协同任务控制系统的设计和实现问题展开研究。结合有人机/无人机协同控制过程的特点,提出了基于自然语言接口方式的有人机/无人机协同任务控制系统结构。在此基础上,分析了系统模块的关键内容,设计了面向有人机与无人机交互过程的任务指令格式,提出了基于优先级的任务模式调度策略,针对无人机的典型任务模式,讨论了航路规划的计算方法选择,最后构建了有人机/无人机协同任务仿真环境。仿真试验结果验证了整体方法的可行性。     

人机协作标准及应用动态研究

通过对人机协作内涵定义以及人机协作安全标准的叙述,提出了人机协作需要攻克的几项关键技术,点评了4款著名协作型机器人的功能,介绍了国外协作性机器人在飞机装配中的最新研究成果,最后对人与机器人协作将成为装配系统的新常态进行了展望.     

基于效能的先进战斗机航电系统动态重构方法

为满足未来先进战斗机全战斗过程的对敌压制能力需求，分析了作战任务与航电系统支持能力间的关系，建立了"作战任务-航电能力-资源需求"间的关系矩阵和航电系统效能模型；以最大化全飞行阶段航电功能整体效能和飞行安全为目标设计了针对不同作战场景的航电系统动态重构策略及重构流程；通过数值分析，对比了动态重构航电系统与静态配置航电系统在不同作战区边界的效能，表明动态重构特性能有效提高战斗机各阶段的作战效能，提高有限资源条件下的阶段优势。     

作战飞机备件需求量分析与计算方法研究

作战飞机综合保障是贯穿于军机研制、生产、使用直至退役全寿命周期中的重要技术工作,其重要任务之一是在可接受的费用条件下,部署航空部队的同时,配备保障资源以实现航空装备的战备完好性和任务成功性.     

基于不确定性语言型多属性决策人机功能分配方法研究(英文)

功能分配是人机设计过程中一个必然阶段,因为合适的功能分配能够让整个系统更加有效更加可靠。因此,我们主要对人机系统的人机功能分配问题进行研究,根据人、机的内在特征,分析了人、机各自的能力优势并进行了比较。针对实际过程中决策属性值具有高度不确定性的特点,将ULMADM(不确定语言多属性决策)方法引入功能分配过程,采用不确定扩展加权算术平均(UEWAA)算子确定功能自动化等级范围,基于UEWAA算子和不确定语言混合集结(ULHA)算子相结合的多属性群决策算法最终确定驾驶舱人机功能分配的自动化等级。最后,以民机驾驶舱"故障诊断"功能分配为例进行了计算,验证了所提出的功能分配方法的可行性和有效性。     

装备保障建模仿真研究

为了评价作战单元的战备完好性、持续作战能力和保障能力,根据系统工程的建模仿真思想提出了装备保障建模研究的仿真概念模型,并以军用飞机为例对装备保障仿真试验进行了分析,包括任务、功能、维修过程和资源利用建模过程等。     

实时高可用测控集群管理控制节点设计

为提高飞行器试验任务中的实时测控数据处理能力,满足高并发、大容量、强实时、高可靠的试验数据处理需求,基于实时操作系统建立了一个计算功能强大、实时性强、可靠性高的测控集群系统。为实现实时测控集群系统的原型开发,通过研究负责节点管理和任务分配的集群管理控制节点的功能,分别对系统监控软件、负载均衡软件和人机交互软件的详细设计方法开展了研究,重点解决了节点信息收集、任务分配、负载均衡、双工冗余热备份、人机交互、节点控制等技术难题,保证了实时测控集群系统的实时性和可用性,为系统软件原型开发奠定了技术基础。     

人机工程仿真技术在飞机零组件装配中的应用

随着飞机零组件装配逐渐由刚性装配变为柔性装配,装配流程的不合理问题日渐突出。在保证零组件装配工艺全面性的基础上,引入人机工程仿真来解决这个问题。通过介绍DELMIA人机仿真机理,利用DELMIA人机仿真模块建立人体模型。以某机型垂尾右壁板刚性装配需要为例,建立人机仿真评价过程,详细阐述人机仿真技术在刚性装配与柔性装配中的应用。     

面向军事应用的航空人工智能技术架构研究

通过全面梳理国内外面向军事应用的航空装备智能化发展现状,紧密围绕未来智能化空中作战的任务场景,给出航空军用人工智能技术的概念和内涵,并依据智能系统信息运行模型,提出不同运行层级的航空装备智能升级的途径和方法。在此基础上,形成包含基础使能、关键技术群、智能系统、运行层级的航空人工智能技术架构,对关键技术群按面向运行层级、面向功能需求、面向基础使能进行分析,得到重点技术发展方向,并给出提升我国航空装备智能化水平的具体措施建议,为制定相关航空人工智能技术规划提供参考。     

美军机载导航设备及其发展

美军在确定其军事导航定位和机载设备基本要求的基础上,突出导航能力的全球性、高精度和可靠性,对不同作战用途的飞机配置了不同的导航系统。介绍美军战斗机、攻击机、轰炸机、预警和指挥飞机装备的主要导航设备,主要性能参数和战术技术指标,分析美军机载导航设备研究方向和发展趋势,对我军与美军在机载导航设备的差异进行比较并分析差距,提出发展建议。     

On Exploring Method and Software for Evaluating Effectiveness of Military Training Aircraft

The evaluation of training effectiveness (TE) of military training aircraft, though obviously very important, appears to have attracted much less attention than what it deserves in the open literature. This article aims to start from previous studies and explore further. First, TE of military training aircraft is discussed and our ideas for evaluating TE which are expressed mathematically are proposed. Then, using the presented mathematical models, software is developed that takes into consideration the influence of parameters of flight performance and quality on TE. The software's environment is Borland C++ and it sets up the parameters of trainer, training standard databases and training documents; it can analyze and then give the operational cost and cost-effectiveness ratio of military trainer. Finally, the software is utilized to compare the TEs of HAWK and MB339 with that of Chinese Air Force TF-6. The results of comparison show that the TE of TF-6 is the lowest.     

一种多目标测控资源动态优化分配方法

为使有限的测控设备资源能够满足未来多目标测控能力的需求,对测控设备的初始跟踪目标分配、跟踪极限范围确定、引导信息优选和目标信息区分等关键技术展开研究,提出一套适用于多目标测控的资源动态优化分配方案,使得有限的测控设备资源得以充分利用,解决了多目标连射试验时由于测控资源数量有限和分配方案相对固定导致测控能力下降的问题,有利于规避多目标测控中测控资源短缺带来的风险。仿真结果表明,与传统固定资源分配方法相比较,该方法提高了测控资源利用率,且使引导数据切换更平稳,适应多目标测控技术的发展需求。     

一种飞机顶层设计指标最优分配的新方法

探讨了一种新的设计指标最优分配方法--协同分配法,用于处理飞机顶层设计中的大规模设计指标最优分配问题.分析了飞机顶层设计中的设计指标最优分配特征,据此给出了协同法的原理并建立了数学模型.协同法按设计指标分配关系将最优分配问题分解为主系统优化和子系统优化,主优化对子系统设计指标进行最优分配,子优化以最小化分配设计指标值与期望设计指标值之间的差异为目标,进行子系统最优设计,或对底层元件(如飞机翼梁、翼肋和翼盒等)进行设计指标最优分配,并把最优解信息反馈给主优化.主优化通过子优化最优解信息构成的一致性约束协调分配量,提高系统整体性能,并重新给出分配方案.主系统与子系统反复协调,直到得到设计指标最优分配方案.两层可靠度指标分配算例初步验证了本文方法的正确性与可行性,三层可靠度指标分配算例证明了本文方法的有效性.最后,以重量指标分配为例,简要叙述了针对飞机顶层设计中设计指标协同分配的数学模型和求解思路.     

动力学解耦的改进直接力控制

 提出了一种动力学解耦的改进直接力控制技术,通过对传统直接力控制技术的改进,引入翼面气动力闭环控制回路,使空气动力学模型与刚体动力学模型分离,避免了空气动力学模型的不确定性和非线性耦合对控制系统的影响,并针对建模精度较高的刚体动力学模型进行动力学解耦和控制,在此基础上构建了分层递阶控制系统。根据翼面气动力可控特性分析结果,设计了基于广义逆的控制力分配算法,实现了控制力的有效分配,最后进行了仿真校验。仿真结果表明,基于逆动力学的直接力控制系统可以实现飞行器姿态运动和质心运动的解耦控制,并且具有较强的抗扰动能力和鲁棒性,具有良好的工程应用前景。