面向A320维护训练器的飞控系统仿真模型研究

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1、面向A320维护训练器的飞控系统仿真模型研究刘家学等2010年12月第41卷第4期(总第141期)面向A320维护训练器的飞控系统仿真模型研究★刘家学，郝磊，耿宏(中国民航大学航空自动化学院，天津300300)[摘要]根据A320维护训练器的故障诊断的要求，利用一种改进的概念图的方法完成了A320方向舵系统的仿真建模，并以飞行增稳计算机的人工配平功能为例进行了建模及仿真验证．经A320维护训练器实际验证，该建模方法简便有效，可以扩展至整个飞控系统及A320其他系统的建模．[关键词]飞控系统；仿真模型；概念图[中图分类号]TP391．9【文献标识硼A【文章编

2、号]1006-141X(2010)04-0001-06FlightControlSystemSimulationModelforA320MaintenanceTrainingDeviceLIUJia—XUe，HAOLei，GENGHong(CollegeofAviationAutomation，CivilAviationUniversityofChina，Tianjin300300China)Abstract：AccordingtotherequestoffaultdiagnosisofA320MaintenanceTrainingDevice，themo

3、delingofA320ruddersystemisaccomplishedusinganimprovedmethodofconceptualgraphs，andthemodelingandsimulatingofFlightAugmentationComputerl(FAC1)artificialtrimfunctionisfinishedasallexample．ThemethodofmodelingisprovedconvenientandeffectivethroughtheverificationconductedonA320Maintenanc

4、eTrainingDevice，anditCallbeexpandedtotheentireFlightControlSystemandotherA320systems．Keywords：flightcontrolsystem；simulationmodel；conceptualgraphs1引言机务人才的培训向来是民航业发展所面临的一个重要问题。飞机模拟机在机务培训中扮演着重要角色，而模拟机的设计与制造，离不开飞机系统模型的建立。飞控系统协助飞行员完成对飞机姿态的操纵，目前，在飞控系统的建模及仿真方面，已经有学者做了大量的工作Ll-3J但是大多数工作都是

5、针对飞行控制律的研究，对飞控系统内部的信号交联关系或是飞控系统的功能结构及工作原理，并没有提出有效的建模及仿真方法。在故障处理方面，已有的研究工作重点几乎都在于故障的诊断【4】，即根据故障效应查找故障源。若已知故障源，根据系统工作原理仿真实现故障的驾驶舱效应，这方面目前缺少相关研究。A320维护训练器面向机务人员，要求能够训练其基本的操作、测试以及排除故障的能力。飞控系统模型的设计需要在研究飞控系统功能结构和工作原理的基础上，考虑TSM手册中涉及的各种故障对飞控系统运行状态的影响，建立飞控系统的仿真模型，满足系统故障诊断的要求，并能逼真的December2

6、010V01．41No．4(serialNo．141)航空电子技术AVIONICSTECHNOLOGY模拟驾驶舱效应，使学员有较强的沉浸感，达NiJlI练的目的。概念图[51的方法经过适当改进后可以简单直观地表述飞机系统功能结构及工作原理，适用于A320维护训练器的系统建模及仿真，可大大降低系统的复杂度，且适用于飞机的各个系统，具有较高的可扩展性。本文面向A320维护训练器，以飞控系统中的方向舵子系统为例，提出了一种使用改进的概念图对A320飞控系统的功能结构及工作原理进行表达的方法，并在此基础上建立飞控系统的仿真模型，完成飞控系统的仿真与实现。2建模方法

7、现阶段所能掌握的有关A320飞控系统的资料均来自于空中客车公司提供的各种手册，通过这些手册能查阅到各个系统的大致工作原理，满足排故的需要。但是具体到组件内部，往往没有资料对其结构及原理作相应说明。资料不完全的情况使得A320飞控系统成为一个非本征灰色系统。对于这样的系统，本文采用“综合法”建模，这里所指的“综合法”，是指对灰色系统中的白箱部分，即飞控系统中可以由手册查阅到的系统原理，推导出其数学模型，采用“演绎法”建模；对灰色系统中的黑箱部分，即组件内部的结构及工作原理，通过与其相关的测试及操作的效应估计出其数学模型，采用“归纳法”建模。3系统工作原理的概

8、念图表达概念图是用来组织与表征知识的工具，最早是在60年代由美国康