民机自动飞行系统工作模式研究

摘要

民用飞机的自动飞行系统的工作模式多达几十种，多模式工作时容易出现模式混淆问题。为了设计出更具有人机功效和安全性操作所需要的工作模式，实现工作模式间的无扰切换，本文对自动飞行系统的工作模式进行了研究，主要工作体现在如下几个方面：
　　首先，对适航标准和成熟机型的自动飞行工作模式进行了分析研究；基于Matlab的图形化用户界面GUI，设计了适合我国民用飞机的自动飞行方式控制面板，对控制板上各个工作模式的功能进行了定义，并对工作模式之间的逻辑关系进行了探讨；基于Stateflow对工作模式间的逻辑切换进行了建模。
　　然后，采用经典控制算法对各个工作模式对应的控制律进行了设计，包括垂直模态的俯仰角模式控制律、高度保持模式控制律、下滑道模式控制律、拉平模式控制律、空速保持模式控制律；水平模态的姿态控制律、航向控制律、侧向偏离控制律、协调转弯控制律；自动油门模式的控制律。
　　最后，实现了工作模式模块、控制律模块、GUI人机界面之间的实时通信，组成了自动飞行工作模式平台。并设计了仿真任务，对该平台的功能进行了仿真验证。验证结果表明，该平台较好地实现了工作模式的切换、对应控制律的调用、人机界面与Simulink模型之间的实时通信，达到了预期的目的。

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图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 研究目的和意义

1.3 国内外研究状况

1.4 课题研究的主要内容及章节安排

第二章 自动飞行工作模式分析

2.1 自动飞行系统

2.2基于适航标准的自动飞行系统的分析

2.3现有成熟机型自动飞行工作模式分析

2.4 本章小结

第三章 自动飞行系统工作模式的设计与建模

3.1 自动飞行人机界面的设计

3.2自动飞行工作模式的设计

3.3自动飞行工作模式之间转换的逻辑关系1）起飞前

3.4基于Stateflow的自动飞行工作模式切换

3.5 本章小结

第四章 自动飞行工作模式对应控制律的设计

4.1垂直模式控制律的设计

4.2水平模式控制律的设计

4.3自动油门模式控制律的设计

4.4 本章小结

第五章 自动飞行工作模式的仿真验证

5.1 基于Stateflow的工作模式逻辑的仿真验证

5.2工作模式模块与控制律模块的交互

5.3工作模式模块结合控制律模块和人机界面的仿真验证

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 本文的工作与贡献

6.2 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