民用飞机电传操纵系统设计浅析

电传操纵系统是从上世纪80年代开始在民用飞机上逐步推广使用的飞行操纵系统,它取代了以钢索传动为特征的机械操纵系统,重量更轻,安全性更高。阐述了电传操纵系统的优缺点,并对飞行操纵系统设计的关键问题进行分析,给出了电传操纵系统的控制律设计和余度设计的基本要求。希望为民用飞机电传操纵系统的设计和研发提供参考与借鉴。     

电传操纵系统的分析

电传操纵系统是英文"fly by wire flight control system"(FBW)的中文意译。作为一种先进的电子飞行控制系统,工业上普遍将电传操纵系统定义为一种利用反馈控制原理,将飞行器的运动作为受控参数的电子飞行控制系统。电传操纵系统的可靠性比起传统的机械式飞行控制系统要可靠很多,系统的能力产生了质的飞跃。对电传操纵系统的正确认识,对飞行员圆满的完成飞行任务,保证飞行安全具有重要意义。     

电传操纵系统内场集成测试技术研究

电传操纵（Fly-by-wire）系统是一种先进的飞机综合控制系统，但针对此类系统的内场集成测试技术尚无过多可参考的示例。本文旨在通过对该项技术的探索与研究，制定电传操纵系统内场集成测试方案，希望可供实际工作参考。     

基于GO法的某型飞机电传操纵杆系统余度研究

飞机电传操纵杆系统是飞机电传操纵系统的前端,其可靠性直接影响飞机操稳特性和安全性.针对提高飞机电传操纵杆系统可靠性的问题,研究了基于GO法(goal-oriented methodology)的飞机电传操纵杆系统余度设计方法,提出了一种提高飞机电传操纵杆系统可靠性的GO分析设计方法,完成了具有多组件余度参数的飞机电传操纵杆系统GO图和GO运算,推导了可靠度计算公式,得出了高可靠性飞机电传操纵杆系统设计的相关理论,给出了GO法应用于飞机电传操纵杆系统余度设计的新思路.结果表明,基于GO法的飞机电传操纵杆系统余度分析设计方法计算精确,能快速得出优化余度设计,是一种可行的系统分析设计方法.     

自适应克隆选择算法在等效系统拟配中的应用

等效系统拟配是一种有效评价高阶电传操纵飞机飞行品质的方法。传统的等效拟配通常采用最小二乘等方法,拟配结果易受初值选取的影响。建立了综合考虑某型飞机本体动力学、电传操纵系统、驾驶员操纵和升降舵的人-机闭环系统模型。给出了一种基于自适应克隆选择算法的等效系统拟配流程。采用自适应克隆选择算法对该高阶的人-机闭环系统进行了低阶等效拟配,拟配精度满足失配包络线的要求。仿真结果表明自适应克隆选择算法具备较强的寻优能力,可有效提高拟配精度。     

巴西航空工业公司新公务机电传飞控系统分析

巴西航空工业公司继达索的隼7X将推出三轴闭环的全电传的飞行控制系统,本文主要介绍其开环系统与闭环系统的对比,飞行控制律,操纵性能,三轴控制的耦合情况,以及电传带来的收益,以及该公务机的市场前景。     

基于光纤通道的光传飞行控制系统通信方案

为了解决传统电传操纵系统抗电磁干扰能力差、带宽低等问题,提出了飞行控制系统光传方案。作为新一代飞行控制技术,光传操纵有许多电传不可比拟的优势。以一个实际的伺服系统为例,阐述了光传飞行控制系统的基本原理,深入论证了光传飞控系统的关键元器件和关键技术,对几种光传总线的主要特性以及光传总线的拓扑结构、余度方案等进行了分析比较。该系统通过实现了一个基于光纤通道协议的原型系统得到验证,已成功应用于飞行控制系统与飞行仿真系统之间的通信。     

电传民机低阶等效系统评定方法研究

先进客机普遍采用复杂的电传操纵系统,其闭环飞行品质评定适宜用低阶等效系统来进行评定。采用该方法对某典型的电传民机纵向短周期模态特性以及时间延迟进行了评估,结果表明,该方法对于Nz响应类型非常实用,所验证的控制律对飞行本体的飞行品质特性具有明显的改善作用。     

浅谈如何正确理解和使用电传侧杆操纵

早在20世纪80年代,空中客车公司就将电传操纵飞行技术作为自己的一个竞争优势推向了民用航空市场。它是第一个将优异的操纵侧杆控制电传技术应用在自己的A320系列飞机上,从而引入到商业民用航空飞行器中的成功者。现在,电传技术已经逐渐成为行业标准,同时也获得全球许多航空运输经营者和广大飞行员的肯定与青睐。     

多路复用光传飞控系统半物理仿真研究

该文结合飞控系统信号特点 ,研究光传操纵系统时分复用及波分复用多路传输技术 ,并以舰载飞机着舰导引系统的地面半物理仿真为背景 ,进行光传飞控系统半物理仿真验证 ,并与电传系统比较。仿真结果表明 ,开发研制的多路复用光传系统均具有良好性能     

极值理论在飞机操纵系统安全性评估中的应用

飞机操纵系统是影响飞行安全的关键系统。针对飞机电传操纵系统安全性评估问题,提出了一种基于极值理论的操纵系统故障后的飞行风险小概率事件评估方法。总结了用极值理论评估飞行风险小概率事件的步骤,对比了不同坐标变化下的拟合优度,验证了双负指数法是逼近Ⅰ型极值分布的最佳方法。以某型飞机滚转角速度传感器故障后的飞行安全评估为例,得到了此时驾驶员不能排除该故障的风险概率和综合飞行风险。通过与军标中规定的安全性标准相对比,表明此时飞机能够满足安全性要求,从而为评估飞机操纵系统安全性提供了一种有效方法。     

基于PC/104总线的电传操纵系统检查仪设计

主要阐述了基于PC／104总线的电传操纵系统检查仪的软、硬件设计，提出了使用数据库技术编写测试库，简化测试软件编程的方法。经实际使用表明：该检查仪具有自动化高、测试速度快、精度高、操作简单、可维护性好等特点。     

民用飞机电传飞控系统的工程应用

本文讲述了民用飞机飞控系统的发展变化,对电传飞行控制系统进行了重点介绍,同时分析了其相比传统机械飞控系统的优缺点。在以上基础上,对电传飞控系统在国外先进飞机上的应用情况进行了简要介绍,并进行了归纳总结,文章最后给出了电传飞控系统的发展方向。     

系统输入幅值对增稳系统特性影响研究

陈述了增稳系统和控制增稳系统由于系统本身对操纵权限的局限性,限制了系统操纵输入幅值的大小,很难在整个飞行包线内改善飞机的飞行品质,对飞机性能的提高很有限。以某型飞机为例,通过仿真验证了该结论。仿真结果表明,系统输入幅值在不超过临界饱和值时,增稳系统能够起到增稳作用;否则,增稳系统的增稳效能将随着饱和程度的增强逐渐消失。最后,提出了电传飞行控制系统全时间、全权限的特点,完全克服了增稳系统和控制增稳系统由于操作权限限制的致命弊端,可替代它们在整个飞行包线内更好地改善飞机的飞行品质。     

副翼、升降舵和方向舵

只有滑翔机和某些轻型飞机是靠驾驶员拉动钢丝绳索来控制舵面的,如图所示,大多数的大型飞机舵面是通过打入管道的液压油的压力来控制的。某些现代飞机被称为电传操纵系统,如“空中客车”(Airbus)A320,它的舵面是由计算机系统控制。     

基于电动静液压作动的新型汽车主动悬架

作动器是汽车主动悬架系统研究的关键。在分析传统被动悬架和电液伺服主动悬架及功率电传作动系统PBW(Power-By-W ire)的基础上,提出了基于功率电传的电动静液压作动器EHA(E lectro-Hydrostatic Actuator)新型汽车主动悬架结构型式。建立了1/4汽车动力学模型,设计了用于EHA主动悬架控制的模糊控制器。为了研究可控悬架的响应特性以及验证模型的有效性,利用建立起的基于EHA的主动悬架动力学模型,在一定路面输入下进行了仿真分析。结果表明,与传统被动悬架相比,基于EHA的模糊控制主动悬架大大改善了汽车的平顺性和操纵稳定性。     

一种改进的系统安全性分析方法

 系统安全性分析方法是目前广泛采用的飞机安全性设计方法.由于在分析中缺乏对系统整体动态特性的检查,在设计中可能存在可靠性指标分配的不合理.通过面向安全性的风险评估,能够实现系统动态特性的综合验证.提出了一种基于割集和重要度的故障树可靠性指标分配方法,以某型飞机横向电传操纵系统安全性设计为例对顶事件不可靠度指标进行分配,然后结合基于极值理论的飞行风险评估实现了部分底事件可靠性指标的修正.     

民用飞机舵面运动特性对飞行特性影响研究

针对舵面运动特性对现代电传民用飞机飞行特性及飞行安全的影响以及现阶段国内研究的局限性。 这里建立了飞机六自由度动力学模型、舵面运动动力学模型;依据飞机选定的舵机偏转速率限制速度、全机气动力特性、舵面铰链力矩特性,利用MATLAB/simulink工具以纵向操纵面升降舵为例,仿真研究了舵面动力学特性以及舵面动力学特性对飞行特性的影响。结果表明,不同操纵状态下,舵面运动特性差异很大,操纵频率高,舵面以及飞机的响应幅值减小,飞机响应相位滞后增加;过高的操纵频率,将会引入非线性因素,以及附加相位滞后。     

淡化器仿真与设计

对于现代电传操纵系统的飞机,为了满足飞机不同飞机任务或故障下的需要,减轻驾驶员的工作负担,会采用不同的控制系统,称为多模态控制.模态转换时,由于系统特性的改变,可能会使飞机响应在变换前后出现不利的急剧变化的瞬态响应,在飞行控制系统中抑制这些瞬态响应的算法称为淡化器.首先分析淡化器设计影响因素,建立了转换过程仿真模型,提出了淡化器实现模态转换的数学表达式,并使用实例对常见的三种淡化器进行仿真比较,最后提出一个用于选择淡化器的量化指标,可辅助选取淡化序列.     

船用NBDP通信设备的仿真实现与实操评估

在分析了窄带直接印字电报(narrow band direct printing telegraph,NBDP)的组成和功能的基础上,阐述了开发NBDP通信设备所使用的关键技术、系统结构、模块设计等。采用Visual Studio 2010开发平台,构建了NBDP仿真系统整体系统框架,完成了对现在船上主流的NBDP终端显示器、电传编辑和通信业务、特殊效果等的仿真,开发了NBDP仿真系统。系统的实操评估采用分步评估法和层次分析法相结合的方法,根据实操评估要素的权重、要求是否完成、操纵完成的时间及操作步骤三点来设计评估算法,从而计算出船员的评估成绩,实现了系统的自动评估功能。在GMDSS教学与培训中,用户可以通过客户终端实现对设备操作的训练和评估。