基于飞行模拟环境的飞行事故事件序列估计方法研究

摘要

民航具有运行环境复杂、风险大的特点，一旦发生事故，不仅人员伤亡、经济损失惨重，而且造成巨大的社会和政治影响，另一方面事故原因的分析也越来越复杂。民航飞行事故原因调查分析时，常常要对飞机的操纵状态进行再现分析。采用逆模拟技术是解决飞行操纵状态再现分析的有效途径。在众多逆模拟算法中，积分逆模拟算法由于具有模型独立、实现简单而得到广泛应用。本文根据某民用飞机的三自由度纵向仿真模型，应用积分逆模拟方法，实现了无约束连续控制输入的操纵状态再现仿真，并探讨了离散间隔对积分逆模拟算法稳定性的影响。
　　积分逆模拟方法可以快速的对无约束连续系统进行飞行状态再现和分析，但它并没有考虑状态量和控制输入量的范围限制。由于飞机的操纵输入都是受限的，各种飞行状态也有取值范围，在这种情况下，积分逆模拟方法的输出结果就可能会发生偏差。因此，本文利用模型预测控制对带约束连续系统的飞行事故操纵状态进行最优估计研究。本文引进了一个波音737的简易仿真模型。利用它的纵向模型，分别用积分法和模型预测控制法对升降舵舵面卡阻事件进行事故状态再现分析。
　　通常的飞行事故过程都包含有一些非正常的事件序列，可以把这类非正常事件看成离散事件，因此飞行事故模型的本质并不是一个连续系统，而是一个混杂系统。本文利用混杂系统模型对带约束离散系统的飞行事故非正常事件序列估计进行了研究。针对飞机进近着陆过程中突然单发失效这种飞行事故场景，利用混合逻辑动态系统模型对这段飞行过程进行了混杂系统的描述和建模。

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注释表

缩略词

第一章 绪 论

1.1课题的研究背景

1.2国内外研究现状

1.3本文主要研究内容

1.4本文组织结构

第二章 基于逆模拟的飞行事故状态估计典型方法分析

2.1引言

2.2逆模拟算法的发展

2.3典型逆模拟算法分析

2.4算法的稳定性

2.5小结

第三章 基于积分逆模拟分析的民用飞机操纵状态再现研究

3.1引言

3.2积分逆模拟算法流程

3.3用于仿真验证的三自由度纵向飞机模型

3.4基于积分逆模拟的操纵状态再现仿真与分析

3.5小结

第四章 基于模型预测控制的飞行事故操纵状态最优估计研究

4.1引言

4.2模型预测控制原理

4.3模型预测控制在飞行事故分析中的应用

4.4飞行事故状态最优估计的仿真模型描述

4.5小结

第五章 基于混杂系统模型的飞行事故非正常事件序列估计研究

5.1引言

5.2混杂系统概述

5.3混杂系统的混合逻辑动态建模

5.4基于MLD的单发失效模型预测控制

5.5小结

第六章 总结与展望

6.1本文研究工作总结

6.2进一步工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文