分布式維修系統(tǒng)是針對(duì)民機(jī)維護(hù)的虛擬訓(xùn)練平臺(tái)。目前分布式維修系統(tǒng)上的訓(xùn)練任務(wù)多是基于地面場(chǎng)景進(jìn)行的,飛行部分的缺乏使其具有了一定的局限性,為此需要擴(kuò)展其飛行過(guò)程的基本功能。在實(shí)現(xiàn)飛行過(guò)程的基本功能時(shí),自動(dòng)飛行控制仿真則是其關(guān)鍵的組成部分,本文將以此為核心展開(kāi)研究。在仿真指定機(jī)型自動(dòng)飛行控制律時(shí),需要參考該機(jī)型原廠(chǎng)提供的數(shù)據(jù)包資料,而該數(shù)據(jù)包不易獲取,為此本文采用基于快速存取記錄器（QAR）數(shù)據(jù)優(yōu)化的仿真策略,以在缺乏數(shù)據(jù)包的情況下,提高對(duì)指定機(jī)型飛行控制律的仿真度。在實(shí)現(xiàn)飛行仿真的基礎(chǔ)上,再建立飛行過(guò)程中系統(tǒng)故障效應(yīng)的功能模型,以達(dá)到在飛行過(guò)程中設(shè)置故障并觀察故障效應(yīng)等訓(xùn)練目的。本文具體內(nèi)容如下:首先,基于分布式維修系統(tǒng)設(shè)計(jì)飛行模塊的六層結(jié)構(gòu),包括人機(jī)交互層、邏輯解算層、飛行指令層、控制法則層、飛機(jī)模型層和狀態(tài)顯示層;結(jié)合飛機(jī)模型層的設(shè)計(jì)需求,分析Ftop工具用于分布式維修系統(tǒng)飛行仿真的可行性,并將該工具中的一般型動(dòng)力學(xué)模型按照A320機(jī)型特點(diǎn)進(jìn)行實(shí)例化。其次,提出基于QAR數(shù)據(jù)優(yōu)化的變論域模糊PID控制方法,并利用該方法仿真設(shè)計(jì)A320飛機(jī)爬升、巡航和下降三個(gè)飛行階段的縱向控制律、橫向... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)民航大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：97 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1分布式維修系統(tǒng)實(shí)景圖

中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文72.1.1飛行模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基于分布式維修系統(tǒng)設(shè)計(jì)其飛行模塊的六層結(jié)構(gòu)如圖2-2所示，分別為人機(jī)交互層、邏輯解算層、飛行指令層、控制法則層、飛機(jī)模型層和狀態(tài)顯示層。首先用戶(hù)通過(guò)人機(jī)交互層輸入各種指令，包括自動(dòng)駕駛儀（Autopilot,AP）和自動(dòng)推力系統(tǒng)（AutomaticThrust,A/THR）的狀態(tài)指令、飛行目標(biāo)參數(shù)指令、飛行計(jì)劃等。當(dāng)接受到指令信息之后，邏輯解算層會(huì)結(jié)合當(dāng)前與飛行密切相關(guān)的機(jī)載系統(tǒng)或組件的狀態(tài)，綜合處理指令信息及判斷其有效性。飛行指令層主要是根據(jù)邏輯解算層的結(jié)果判斷當(dāng)前縱向、橫向、空速的飛行方式，飛行方式將應(yīng)用到控制法則層中。飛機(jī)模型層會(huì)結(jié)合控制法則進(jìn)行動(dòng)力學(xué)計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果反饋于狀態(tài)顯示層，同時(shí)應(yīng)用于飛行指令層。A320動(dòng)力學(xué)模型人機(jī)交互層飛行指令層邏輯解算層FCU輸入MCDU輸入油門(mén)桿動(dòng)作飛行操縱桿動(dòng)作·選擇飛行指令·AP接通指令·管理飛行指令·飛行計(jì)劃輸入·操縱桿位置信息·油門(mén)桿位置信息·A/THR接通指令飛機(jī)模型層狀態(tài)顯示層·AP狀態(tài)判斷·確定選擇指令HDG/SPD/VS/ALT·指令是否生效·航路信息解算·確定管理指令SPD/CRZ·指令是否生效·手動(dòng)飛行指令·AP是否斷開(kāi)·指令是否生效·推力檔位計(jì)算·A/THR狀態(tài)判斷根據(jù)邏輯解算結(jié)果生成飛行目標(biāo)指令和飛行方式指令等駕駛艙信息顯示（ECAM/PFD/ND）、3D虛擬飛機(jī)姿態(tài)顯示·指令是否生效相關(guān)機(jī)載系統(tǒng)狀態(tài)控制法則層圖2-2分布式維修系統(tǒng)飛行模塊結(jié)構(gòu)2.1.2分布式維修系統(tǒng)功能基礎(chǔ)對(duì)于飛行過(guò)程的基本功能，分布式維修系統(tǒng)已經(jīng)具備了一定的基礎(chǔ)條件。按機(jī)載系統(tǒng)分類(lèi)，其有以下功能基矗對(duì)于自動(dòng)飛行系統(tǒng)，已經(jīng)包含了主要的接口組件及其基本

中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文12為了簡(jiǎn)化研究，本文假設(shè)重力加速度不隨飛行高度層的變化而變化，并忽略因此對(duì)飛機(jī)運(yùn)動(dòng)模型精確度的影響[33]。02()MgGRh（2.1）式中G為萬(wàn)有引力常量，其值取6.67×10-11N·m2/kg2，M為地球質(zhì)量，其值取5.965×1024kg。（1）地球慣性坐標(biāo)系Sg如圖2-3所示為地球慣性坐標(biāo)系，其原點(diǎn)為飛機(jī)起飛時(shí)的重心位置。Ogxg軸在地平面內(nèi)并指向正北方向，Ogyg軸在地平面內(nèi)指向正東方向，Ogzg軸指向地心，該坐標(biāo)系通常用于描述飛機(jī)在飛行過(guò)程中的實(shí)時(shí)位置及其飛行軌跡。OgygOgxgOgzgOgNObxbObybObzbObOwxwαβ圖2-3地球慣性坐標(biāo)系圖2-4機(jī)體坐標(biāo)系（2）機(jī)體坐標(biāo)系Sb如圖2-4所示，機(jī)體坐標(biāo)系以飛機(jī)質(zhì)心為原點(diǎn)，Obxb軸為機(jī)頭方向，在飛機(jī)對(duì)稱(chēng)平面內(nèi)依據(jù)右手定則確定Obyb軸，Obzb軸在飛機(jī)對(duì)稱(chēng)平面內(nèi)垂直機(jī)腹向下。（3）氣流坐標(biāo)系Sw氣流坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置同機(jī)體坐標(biāo)系，其以空速方向?yàn)镺wxw軸，Owyw軸和Owzw軸的確定方法與機(jī)體坐標(biāo)系的Obyb軸和Obzb軸對(duì)應(yīng)相同。（4）姿態(tài)角根據(jù)Sg與Sb的相對(duì)位置定義飛機(jī)的姿態(tài)角，為了便于表示，將這兩個(gè)坐標(biāo)系原點(diǎn)重合，如圖2-5所示，有：俯仰角θ：Obxb軸與XOY(g)（Sg中的XOY平面）的夾角，向上為正；滾轉(zhuǎn)角：Obzb軸與Obxb軸下垂面的夾角，右滾轉(zhuǎn)為正；偏航角ψ：Obxb軸在XOY(g)上的投影與Ogxg軸的夾角，右偏航為正；從而Sg與Sb的轉(zhuǎn)換矩陣有：

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