面向A320维护训练器的飞控系统仿真与实现

论文摘要

飞行控制系统用于协助飞行员完成对飞机在俯仰、横滚、偏航三个轴的操纵。准确模拟飞控系统正常操作和故障情况下的驾驶舱效应对维护训练器支撑机务人员的基本认知训练、正常操作训练和排故训练具有重要意义。论文面向A320维护训练器,在总结国内外飞机飞控系统仿真研究的基础上,以AIRBUS 320系列飞机飞控系统为研究对象,建立系统模型,并予以仿真实现。论文在分析飞控系统结构和工作原理的基础上,结合A320维护训练器的建模需求,从系统物理结构和功能组成的角度,确立了基于改进的概念图的建模方法和基于功能模块的建模方法,并以方向舵子系统为例分别予以仿真实现。首先,分析了面向A320维护训练器的飞控系统仿真的特点,提出了系统的建模需求;其次,对结构较为简单的子系统,采用了基于概念图的建模方法,并对概念图进行了改进;然后,为了解决基于改进的概念图的方法不适用于复杂度较高的子系统的问题,从系统功能组成的角度,提出了基于功能模块的建模方法;最后,利用基于改进的概念图的建模方法和基于功能模块的建模方法分别对飞控系统进行了建模仿真示例,分析了模型的稳定性和扩展性,并在维护训练器上予以实现。仿真实现的结果表明,对于系统的正常操作及故障的扰动,系统输出与飞机维护手册等手册中操作效应及故障效应的描述一致,说明两种方法所建立的模型均可以支撑系统基本认知训练、正常操作训练和排故训练,满足维护训练器的设计要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 模拟机研究现状
• 1.2.2 飞控系统仿真研究现状
• 1.3 论文研究内容及结构安排
• 第二章 A320维护训练器飞控系统建模与仿真需求分析
• 2.1 飞控系统概述
• 2.1.1 A320系列飞机飞控系统概述
• 2.1.2 维护训练器飞控系统概述
• 2.2 系统建模与仿真需求分析
• 2.2.1 系统仿真需求分析
• 2.2.2 系统建模需求分析
• 2.3 系统建模方法
• 2.3.1 建模方法分析
• 2.3.2 现有建模方法
• 2.3.3 基于概念图的建模方法
• 2.3.4 基于功能模块的建模方法
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于概念图的系统建模仿真
• 3.1 飞控系统数学模型的建立
• 3.1.1 系统工作原理的概念图表达
• 3.1.2 系统数学模型的建立
• 3.2 飞控系统仿真模型的建立
• 3.3 模型的稳定性与扩展性分析
• 3.3.1 模型的稳定性
• 3.3.2 模型的扩展性
• 3.4 系统仿真模型的实现
• 3.4.1 程序设计
• 3.4.2 程序实现
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于功能模块的系统建模仿真
• 4.1 系统数学模型的建立
• 4.2 模型的稳定性与扩展性分析
• 4.2.1 模型的稳定性
• 4.2.2 模型的扩展性
• 4.3 飞控系统仿真模型的建立
• 4.4 系统仿真模型的实现
• 4.4.1 程序设计
• 4.4.2 程序实现
• 4.5 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录 组件FIN号说明
• 作者简介