现代飞行控制系统的评估与确认方法

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1、现代飞行控制系统的评估与确认方法摘要：现代飞行控制系统是飞机的飞行关键系统，其性能直接影响飞机的飞行品质和飞机的性能，直接关系到飞机的飞行安全。同时现代飞行控制系统十分复杂，其研制过程是一个庞大的系统工程。因此需要对其进行缜密严格，详尽认真的评估与确认，确保系统实现的正确性，安全性。所以迫切需要研究先进的验证与确认技术和方法，以提高系统开发的效率和可靠性。1飞行控制系统的发展在过去的一个世纪里，飞行控制技术经历了增稳，控制增稳，自动飞行控制，全权限电传控制，综合控制等发展阶段。特别值得注意的是，自从20

2、世纪下半页电传飞行控制（FBW）和主动控制技术（ACT）这两个具有划时代意义的飞行控制概念出现以来，飞机的发展历程出现了巨大的变化，体现在：（1）改变了传统的飞机设计概念好方法论，飞行控制技术首次与气动，结构和动力装置一起成为保证先进飞机平台性能的四大技术支柱。（2）改变了自莱特兄弟首次飞行以来一直采用以机械操纵链作为飞机主飞行控制系统的传统方法，使采用飞机状态反馈的电闭环控制系统成为现代飞机的主飞行控制系统。（3）打破了飞机布局设计中重心配置的限制原则，使飞机可以设计成中立稳定和静不稳定的构型。（4）

3、飞行控制系统不仅用于增强飞机刚体运动特性，同时也用于解决飞机弹性模态的控制问题。（5）使得飞机主要控制性能，如飞行控制，推力控制和火力控制等的综合成为可能以数字式电传飞行控制系统为核心和纽带的综合飞行/火力/推力控制技术取得了迅速的发展，使飞机（尤其是战斗机）的性能得到大幅提升。目前，数字式电传飞行控制系统和各种主动控制技术已广泛应用于第三代军机和先进的民机，综合控制技术也成为了第四代军机典型标志之一。近二十年来，在相关学科飞速发展的支撑下，飞行控制技术领域也涌现出很多具有创造性的新技术，这新新技术很有

4、可能成为支持飞机未来革命性发展所需的主要飞行控制技术。（1）先进无尾控制技术相对传统有尾飞机气动布局，无尾飞机减轻了飞机的重量，可增加航程，提高有效载荷和性能；同时降低了飞行中的阻力；而且其雷达反射面积小，不易被雷达发现。例如美国的隐形轰炸机B-2，研究中的未来巨型运输机X-48B，以及发展中的无人作战飞机（包括X-45，X-47），均采用了无尾布局。（2）智能和自主飞行控制技术近年来无人飞行器的发展促进了智能飞行控制技术的发展，诸如性能寻优控制，智能型抗损伤自适应控制以及无人机智能控制等先进控制技术得

5、到广泛的重视和研究。（3）光传飞行控制技术光传飞行控制技术是继电传飞行控制技术的又一技术跨越，其本质在于实现飞行控制系统的“光化”，既继承了电传技术（Fly-By-Wire,FBW）的系统技术优势，又在对抗恶劣电磁环境，提高信息化和智能化，以及开放式结构和功能扩展方面具有跟强的技术能力，是先进战斗机和运输机飞行控制系统技术发展的新方向。应当指出，通常飞行控制系统的技术要求高，难度大，系统复杂而且成本高，安全关键系数大。是涉及机，电，光，仿真，飞行力学等多个技术行业的高综合化科技产品。2飞行控制系统的验证

6、与确认2.1验证与确认的内容飞行控制系统的验证与确认活动在研制过程的各阶段均有体现，正是由于这一系列活动的存在，才能构成研制中的逆向信息回馈，促成技术或工程方面的更改，完善和优化，从而形成系统研制周期内工作的循环迭代。一般情况下，飞行控制系统的验证与确认包含五个阶段的内容：用户需求的确认；系统定义阶段的确认；系统设计与实现的确认；系统综合与试验验证以及机上地面试验与飞行试验。（1）用户需求的确认要从整个飞机的角度对用户的需求进行描述和确认，制定相应的用户需求规范。往往最初来自用户的需求并不是十分清晰，需

7、要通过严格的确认过程来得出完整的需求描述。（2）系统定义阶段的确认在系统定义阶段，要充分参考借鉴过往已有型号的相关经验，并结合其他相关方面的规范协议（如外形布局，推进装置，空气动力，飞行器结构，电子系统等方面的规范协议），以及系统自身子系统的各种规范协议（如控制率，计算机，传感器，伺服系统等子系统），并考虑他们之间种种交联关系，将诸多方面的各种因素和约束条件进行综合考虑，当存在冲突时还要进行折中处理，从而对体统需求进行有效的确认，完成需求分析和定义。（3）设计和实现阶段的验证与确认系统/子系统设计和实现

8、阶段的工作本身就包含着以系列的验证与确认活动。在系统/子系统的工程设计，加工制造，装配调试中，要通过各种有效地验证活动，发现问题，改进设计，实现系统的优化迭代。（4）系统综合与试验验证当研制的飞行控制系统的部组件均已设计，生产，调试完毕，并经过单独的验证测试确认后，系统开发进入到系统综合与试验验证阶段。这一过程是在尽可能真实的模拟环境中，对整个系统进行验证和确认。（5）机上地面试验与飞行试验经过铁鸟台架综合实验之后，飞机控制系统应按规定的技