飞机自动飞行控制系统 采用形式化变换模型
飞行控制系统设计
飞行控制系统设计飞行控制系统是保障飞机正常飞行的核心系统。
它通过感知环境、收集数据、分析信息，并采取相应的控制措施，确保飞机在各种飞行阶段和飞行任务中保持安全、平稳和可靠。
本文将从飞行控制系统的组成部分、设计原则和优化策略等方面来讨论飞行控制系统的设计。
一、飞行控制系统的组成部分飞行控制系统主要包括飞行引导、航向控制、姿态控制和自动驾驶等几个主要功能模块。
1. 飞行引导：飞行引导是飞行控制系统的基础部分，负责获取飞机的位置、速度、姿态等基本信息，并根据这些数据提供相应的引导指令，保证飞机在指定的航线上飞行。
2. 航向控制：航向控制是确保飞机在水平面上维持所需的航向的功能。
它通过调整飞机的方向舵和副翼等控制面，实现对飞机航向的控制。
3. 姿态控制：姿态控制是确保飞机在各种飞行动作中能够保持合适的姿态，如升降、俯仰和滚转等。
它通过调整飞机的副翼、方向舵和升降舵等控制面，实现对飞机姿态的控制。
4. 自动驾驶：自动驾驶是飞行控制系统的高级功能之一，它能够根据设定的飞行计划和任务要求，实现自主导航、自主飞行和自主着陆等操作。
自动驾驶的实现需要依赖精密的惯性导航系统、电子航图以及先进的控制算法。
二、飞行控制系统设计原则在设计飞行控制系统时，需要考虑以下几个原则：1. 安全可靠性原则：飞行控制系统是飞机的核心系统，设计时必须确保其安全性和可靠性。
系统需要具备故障检测与容错能力，能够在出现故障时及时切换到备用控制模式，保证飞机飞行的安全。
2. 稳定性原则：飞行控制系统设计应保证飞机在各种飞行阶段和飞行任务中保持稳定。
系统需要具备良好的控制性能，能够对飞机的姿态和航向进行精确的控制，确保飞机飞行平稳。
3. 灵活性原则：飞行控制系统应具备一定的灵活性，能够适应不同飞行任务的需求。
系统需要具备可调节参数和可编程控制算法等功能，能够在不同的飞行条件下进行自适应控制。
4. 性能优化原则：飞行控制系统的设计需要尽可能优化系统的性能。
浅析民机自动飞行系统的发展
浅析民机自动飞行系统的发展摘要:近几十年，随着电子技术，计算机技术，数据传输技术的不断进步，民机的燃油经济性和可操作性都取得了巨大进步，尤其是飞控管理计算机的出现，飞机能够运用最佳速度和高度，自动按最佳航路飞行，燃油经济性大幅提高，同时也减轻了飞行员的操作负担。
民用客机飞行自动化显然是必经之路。
关键词:自动飞行；飞行管理计算机；发展引言自动飞行控制系统（AutomaticFlightControlSystem,AFCS）是一种在系统功能与工作状态由驾驶员设定后，无需驾驶员直接操纵，就能自动控制和稳定飞机姿态、航迹的控制系统。
在民机飞行过程中，需要自动飞行控制系统实现多种控制任务，其中每种控制任务都对应一种或多种控制模态。
1民机飞控系统的发展《民用航空系统及设备的安全性评估方法与指南》（SAEARP4761）将适航性定义为飞机、飞机系统及部件安全运行并实现预定功能的状态[1]。
本文针对民机自动飞控系统设计时需要参考的相关适航规章，解读其中对于模态设计及切换时的适航性要求，并结合部分机型自动飞控系统模态以及内部切换状态机制进行分析。
1.1发展进程民机适航性条例中包含了对民机适航飞行品质的具体要求，民机投入使用前必须通过适航性认证，以鉴定是否符合适航性条例的要求。
国内及国际上关于民机自动飞行控制系统的设计标准经历了多个发展阶段，由以往的性能规定条款逐渐发展为指导性条款。
飞控系统的发展与整个民机产业的发展息息相关，飞控系统作为民机技术的重要组成，是不可或缺的，从民机产业诞生之初便应运而生，随着电子技术，计算机的不断发展，以及航空业对飞行操控性的不断提高，飞控系统经历了从机械化操控到电子化操控的进步，主要历程有：一是B707飞机，1954年首飞，作为初代的民航客机，基本上通过钢索以及各类连杆等机械连接的方式实现飞机的飞行控制。
二是空客A300，波音727，737，747。
同样是机械操控，但液压助力的方式得到了广泛的应用，操控起来更加方便，同时，自动驾驶仪在此类飞机上得到更多的使用，电子化首先从飞行导航方面取得了进步。
飞行器自动控制系统的设计与实现
飞行器自动控制系统的设计与实现飞行器自动控制系统是现代飞行器中至关重要的一部分，它能够确保飞行器在飞行过程中保持稳定、安全、高效。
本文将重点探讨飞行器自动控制系统的设计与实现。
一、飞行器自动控制系统概述飞行器自动控制系统是指利用电子控制硬件和软件，配合传感器和执行器，通过对飞机舵面、发动机油门和推进器等部件进行控制，使飞行器能够自主飞行、导航、保持高度和航向等多种功能的一套综合性系统。
在飞行器自动控制系统中，有重要的三个控制环：导航环、姿态环和动力环。
导航环主要负责路径规划、导航计算和导航指令生成；姿态环主要负责姿态控制，包括飞机的俯仰角、偏航角和滚转角；动力环则主要负责发动机推力控制和飞机的加速度控制。
二、飞行器自动控制系统的设计在飞行器自动控制系统的设计过程中，需要完成如下几个步骤：1. 系统需求分析在设计飞行器自动控制系统之前，首先需要全面分析和了解飞机的基本性能参数和运行特点，设定系统的功能需求和性能指标，进而确定系统的控制策略和实现方案。
2. 系统框架设计在需求分析的基础上，需要进行系统框架的设计，包括系统的硬件架构和软件架构。
硬件架构主要包括传感器、执行器和控制器等硬件设备的选型和组合；软件架构则主要包括控制算法的设计和实现、飞行器状态估计和滤波等软件模块的分析与设计。
3. 仿真和验证在进行实际飞行之前，需要先进行仿真和验证。
通过仿真，可以验证系统的设计和控制算法是否符合预期的要求；通过实测验证，可以检测到系统设计和控制策略的缺陷和不足，及时改进。
三、飞行器自动控制系统的实现在完成系统设计之后，需要进行系统实现。
飞行器自动控制系统的实现主要包括对控制算法、传感器和执行器等硬件设备的编程和调试，以及整个系统的测试和验证。
1. 控制算法的编程和调试在设计控制算法之后，需要对算法进行编程和调试。
控制算法需要根据飞行器的运行状态和环境变化来调整控制参数，以达到控制飞行器的稳定性和精确性。
2. 传感器和执行器的编程和调试传感器和执行器是飞行器自动控制系统的重要部分，它们负责收集和反馈飞行器状态信息和执行控制指令。
基于Stateflow的民机自动飞行工作模式切换
基 于 Ｓａｅ ｏ 的 民机 自动 飞行工 作 模 式切换 ｔｔｆ ｗ ｌ
杨 玉蕾 杨忠 杨 家成 杨成顺 ， ， ，
１ ．南京航空航天 大学 自动化 学院，江苏 南京 ２０ １ １０ ６
２９ ５ ０ 队 ３分 队 ，辽 宁 大连 １６ ２ ．１５ 部 １０ ３
摘
要：Ｓ ｔｆ ｗ是有 限状态机原理的图形化实现 ， ｔｅ ｏ ａｌ 可以实现连续状态间的切换．民机的 自动飞行系统在各个飞行阶段
关键词 ：民用飞机 ；自动飞行系统；Ｓａ ｆ ｗ；模式切换 ｔｅ ｏ ｔ ｌ
中图分类号：Ｖ２７１ ４． 文献标志码：Ａ 文章编号：１０．７Ｘ （ ０２ １ ０５０ ０ ９６ １ ２ １ ）０ ． ６ ．５ ０
Ｍ ｏ ｅｓ ｔ ｈ ｎ ｆｃｖ ｌ ｉｃ ａ ’ ｕ ｏ ａ ｉ ｉ ｈ ｙ ｔ ｍ ｓｂａ ｅ ｎ Ｓ ａ ｅ ｏ ｄ ｗｉｃ ｉ ｇ ｏ ｉ ｉ ａ ｒ ｒ ｆ Ｓａ ｔ ｍ ｔｃｆ ｇ ｔｓ ｓ ｅ ｓ ｄ ｏ ｔ ｔ ｆ ｗ ｔ ｌ ｌ
对应着 几十种工作模式 ， 正是一个有限状态机 系统． 中基于 Ｓ ｔｆ ｗ对各工作模式及其逻辑关系进行 了建模 ， 文 ｔｅｏ ａｌ 实现 了
工作模式模型对其对应的控制律的调用， 并对制定的飞行任务进行了仿真． 结果表明， 民机 自 动飞行系统工作模式间的
切换可 以通过 Ｓ ｔｆ ｗ较好地实现． ｔｅｏ ａｌ
刀 ｅｓ ｕａ ｏ ｓｌ ｄｃｔｄｔａ ｔｅ ｗｔ ｉｇｏ ｗｏ ｄｓ ｆ ｅａｔｍａ ｃ ｉ ｔ ｙｔ Ｃ ｅ ｅ ｅ ｒａ ｚｄｂ 】 ｍ ｌ ｎｒ ｕｔ ｉ ｉ ｅ ｔ ｉｈｎ ｆ ｒ ｍｏｅ ｔ ｕｏ ｔ ｇ ｓ ｍ ａ ｂ ￣ ｒ ｅｌ ｅ ｙ ｉ ｔ ｅ ｓｎ ａ ｈ ｓ ｃ ｉ ｈ ｋ ｏｈ ｉ ｆｈ ｓ ｅ ｎ ｌ ｂ ｉ
知道网课《自动飞行控制系统(中国民用航空飞行学院)》课后章节测试答案
第一章测试1【单选题】(10分)人类历史上首次重于空气的航空器持续而且受控的动力飞行是有哪位实现的？A.爱迪生B.万户C.莱特兄弟D.斯派雷2【判断题】(10分)自动飞行控制系统既可以控制飞机的姿态又可以控制飞机的轨迹。
A.对B.错3【多选题】(10分)自动飞行控制系统可以控制飞机的A.偏航B.横滚C.俯仰D.推进力4【判断题】(10分)FBW飞行控制系统已经成为了民用飞机操纵系统的发展方向A.对B.错5【多选题】(10分)自动飞行系统的主要作用是A.改善飞机的性能B.实现飞机的自动飞行控制C.实现飞机的无人驾驶D.降低对飞行员的技术要求6【单选题】(10分)自动飞行系统属于ATA-（）章的内容A.31B.34C.22D.237【判断题】(10分)自动驾驶仪可以在恶劣的气象条件下完成飞机的自动着陆。
A.对B.错8【多选题】(10分)飞行指引仪的功用是A.自动驾驶的时候，监控飞机的姿态B.操纵飞机姿态的改变C.操纵飞机的轨迹D.指导驾驶员人工驾驶飞机9【单选题】(10分)偏航阻尼器的英语简写是A.APB.YDC.APTSD.。
自动飞行控制系统习题答案
自动飞行控制系统习题答案自动飞行控制系统习题答案自动飞行控制系统是现代航空领域中的重要技术之一，它通过计算机控制飞机的飞行，提高了飞行安全性和效率。
在学习自动飞行控制系统的过程中，我们常常会遇到一些习题，下面我将为大家提供一些常见问题的答案。
1. 什么是自动飞行控制系统？自动飞行控制系统是一种通过计算机控制飞机飞行的技术。
它使用传感器收集飞机的状态信息，并根据预设的飞行计划和指令来调整飞机的航向、高度、速度等参数，实现飞行的自动化。
2. 自动驾驶模式有哪些？常见的自动驾驶模式包括：- HDG（Heading）模式：根据预设的航向指令调整飞机的航向；- ALT（Altitude）模式：根据预设的高度指令调整飞机的高度；- SPD（Speed）模式：根据预设的速度指令调整飞机的速度；- APPR（Approach）模式：用于自动进近和着陆；- VNAV（Vertical Navigation）模式：根据预设的垂直导航路径调整飞机的高度和速度。
3. 什么是飞行计划？飞行计划是一份详细的飞行任务安排表，包括起飞时间、航线、航路点、高度、速度等信息。
自动飞行控制系统可以根据飞行计划来自动调整飞机的飞行参数，实现飞行的自动化。
4. 什么是惯性导航系统（INS）？惯性导航系统是一种基于陀螺仪和加速度计的导航系统，可以测量飞机的加速度和角速度，从而计算出飞机的位置和航向。
自动飞行控制系统可以使用惯性导航系统提供的数据来确定飞机的当前位置和航向，实现精确的飞行控制。
5. 自动驾驶系统的优点是什么？自动驾驶系统具有以下优点：- 提高飞行安全性：自动飞行控制系统可以减少人为操作的错误，提高飞行的安全性；- 提高飞行效率：自动飞行控制系统可以根据预设的飞行计划和指令来调整飞机的飞行参数，实现飞行的自动化，提高飞行效率；- 减轻飞行员负担：自动飞行控制系统可以减轻飞行员的工作负担，使其更专注于监控飞行状态和处理紧急情况。
自动飞行控制系统介绍
自动飞行控制系统介绍自动飞行控制系统是一种由计算机控制的系统，能够在飞行过程中自动控制飞机的飞行。
它使用一系列传感器和计算机算法来监控飞机的状态，并根据预先设定的参数和指令来控制飞机的航向、姿态、速度和高度等参数。
自动飞行控制系统具有提高飞行安全性、减少驾驶员工作负荷、提高飞行效率等优点，已经成为现代民航飞机的标配。
飞行管理系统是自动飞行控制系统的核心部分，它由飞行计算机、导航仪、航向仪、加速度仪等系统组件构成。
它通过获取飞机的位置、航向、速度、高度等信息，并根据预设的航线和飞行计划，计算出飞机应采取的飞行参数和指令。
飞行管理系统还可以根据空中交通管制和气象条件等变化，自动调整飞机的航线和高度，以保持安全和舒适的飞行状态。
电子持续应急系统是自动飞行控制系统的关键组成部分，它用来监控和检测系统或设备的故障，并采取相应的措施来解决问题。
例如，当飞机遇到重大故障或异常情况时，电子持续应急系统会发出警报，并通过自动调整飞机的姿态和航线来确保飞行安全。
电动副翼控制系统是一种用来控制飞机舵面的机械或电力装置。
它通过电动机或电动液压泵等驱动设备，实现对飞机副翼的精确控制。
电动副翼控制系统可以帮助飞机保持稳定的飞行姿态，在飞行过程中自动调整机翼的倾斜角度，以实现平稳的飞行。
自动飞行控制系统在实际飞行中发挥着重要的作用。
它可以减轻飞行员的工作负荷，使其能够更专注于监控飞行状态和处理突发情况。
它还可以增加飞行的安全性，通过计算机算法和传感器的准确性来减少人为误差，并及时做出针对飞机状态的调整。
自动飞行控制系统还可以提高飞行效率，通过优化飞机的航线和高度，减少飞机的燃料消耗和飞行时间。
总之，自动飞行控制系统是现代民航飞机的重要组成部分，它通过计算机控制和监控飞机的飞行状态，实现自动化的飞行控制。
它具有提高飞行安全性、减轻飞行员工作负荷、提高飞行效率等优点，已经成为现代民航飞机必备的装备。
随着科技的发展和创新，自动飞行控制系统将不断完善和提升，为飞行安全和效率带来更大的贡献。
空运飞行员的航空器的自动飞行控制系统
空运飞行员的航空器的自动飞行控制系统自动飞行控制系统（Autopilot）是空运飞行员的航空器中一项关键的技术，它通过整合电子设备和计算机系统来实现航行过程中的自动化操作。
这一系统能够接收和处理飞机各个方面的信息，包括姿态、导航、引擎控制等，从而实现飞行员的部分或全部飞行任务的自动化。
本文将深入探讨空运飞行员的航空器的自动飞行控制系统的原理、功能以及其在现代航空业中的重要作用。
一、自动飞行控制系统的原理和功能1.1 控制原理自动飞行控制系统基于复杂的电子设备和计算机系统，通过融合传感器、数据链和飞机系统，能够精确获取飞行器所需信息，并对飞机执行各种操作指令。
该系统正常运行时，可自动控制飞机的姿态、高度、速度、导航等参数，以及引擎的工作状态，确保飞行器按照预定航线和方式安全飞行。
1.2 功能和特点自动飞行控制系统具备多项功能和特点，以降低飞行员的工作负荷，提高飞行的精确性和安全性。
1.2.1 姿态和航向控制自动飞行控制系统能够实时检测并调整飞机的姿态和航向，确保航行过程中的稳定性。
通过控制飞机的副翼、方向舵等舵面，系统可以精确控制飞机的横滚、俯仰和航向，实现稳定的飞行状态。
1.2.2 路径导航和飞行管理自动飞行控制系统配备GPS和惯性导航系统，能够准确获取位置信息和航线规划，实现精确的路径导航和飞行管理。
飞机可以根据预设的航线和航点飞行，并及时调整航向和高度，确保飞行的准确性和效率。
1.2.3 爬升和下降控制自动飞行控制系统能够实现飞机的自动爬升和下降，并根据需求调整爬升率和下降率。
飞机在垂直方向上的自动控制可以提高飞行的平稳性，并确保按计划完成爬升和下降过程。
1.2.4 自动驾驶和目标速度控制自动飞行控制系统具备自动驾驶的功能，能够按照预设的目标速度和航迹飞行。
飞机在巡航阶段可以自动保持目标速度，并根据气象和空中交通管制的需求进行调整。
这一功能可以大幅减轻空运飞行员的工作负荷，提高飞行的效率和安全性。
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（1）飞机自动飞行控制系统采用形式化变换模型
理由：飞机自动飞行系统对于安全性和可靠性具有很高的要求，因为是自动系统所以对于人机的交互性要求不是很强。
形式化开发系统的优点在于最终的程序与需求定义相匹配。
由于数学模型的严谨性和精确性，因此形式化开发方法适合一些高安全性，可靠性需求的系统，而其他开发模式对于大型项目做到这点较为困难。
（2）长生命周期的金融业务系统采用螺旋模型
理由：长生命周期金融业务系统关乎国民经济，是一项大型复杂重要的系统。
所以对该系统的设计需要全面考虑，而螺旋模型最主要的特点就是风险分析，从风险角度分析方案的开发策略，努力排除各种潜在的风险。
如果风险不能排除，该方案立即终止，这体现出螺旋模型关注早期的错误消除，将质量目标放在首位。
（3）对校园已存在的各分系统集成的综合MIS系统采用面向复用的开发模式
理由：MIS系统已存在，故我们要做的就是在该系统上修改。
面向复用的开发模式区别于其他开发模式过程的主要地方是组件分析（根据需求定义寻找合适组件）,需求调整（调整部分需求以利于采用合适的组件开发），面向复用的设计（复用可用组件，对于没有有效组件进行设计），开发和集成（集成组件，开发无法复用的组件），这样我们就可以快速交付软件。
（4）一个位于公交站站台的交互式公交车查询系统采用增量开发
理由：公交车查询系统最主要的功能是查询，而增量开发的优势就在于系统较早交付的增量通常能满足一些关键的需求，因此客户不必等到整个系统交付就可以使用系统中较早交付的部分。
同时增量开发需求的定义可以分阶段展开，这样客户可以对前期系统的体验有助于对后期增量需求的获取，灵活的适应需求变化，从而降低整的工程的开发风险。