一種安全高效的自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)控制顯示機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飛機(jī)的飛控系統(tǒng)控制/顯示技術(shù)，具體涉及一種自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)控制顯示機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)控制/顯示機(jī)構(gòu)是飛行員與飛機(jī)之間的交互裝置，控制各個(gè)控制律模態(tài)的預(yù)位、接通與斷開(kāi)，同時(shí)顯示當(dāng)前所執(zhí)行控制律的狀態(tài)信息。對(duì)于現(xiàn)代多用途大型軍用飛機(jī)，為完成一個(gè)飛行剖面，自動(dòng)飛行控制律通常可分為縱向、橫側(cè)向和油門(mén)三個(gè)通道，且每個(gè)通道包括數(shù)個(gè)控制模態(tài)。如何對(duì)這些模態(tài)進(jìn)行合理有效地管理，避免執(zhí)行不合理甚至具有潛在危險(xiǎn)的控制律模態(tài)組合，且易于飛行員理解，對(duì)于實(shí)現(xiàn)安全高效的飛行具有重大意義。
[0003]目前，自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)控制/顯示機(jī)構(gòu)沒(méi)有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)方法，眾多資料都是采用狀態(tài)流圖(Stateflow)思想實(shí)現(xiàn)不同控制律之間的轉(zhuǎn)化。但是，這種方法側(cè)重于模態(tài)自動(dòng)轉(zhuǎn)化控制方式，對(duì)于具有飛行員實(shí)時(shí)干預(yù)功能的控制/顯示機(jī)構(gòu)，描述復(fù)雜，且執(zhí)行效率偏低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有控制顯示機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的不足，本發(fā)明提出一種基于“層級(jí)結(jié)構(gòu)”和“模塊化”的設(shè)計(jì)思想，采用“與、或和非”等簡(jiǎn)單控制單元組成、容指令控制與狀態(tài)顯示為一體的控制顯示機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，且易于后期驗(yàn)證階段的更改與校正。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0006]—種安全高效的自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)控制顯示機(jī)構(gòu)，顯示機(jī)構(gòu)包括人機(jī)交互界面模塊和控制邏輯模塊，人機(jī)交互界面模塊設(shè)置與控制律相對(duì)應(yīng)的按壓型按鍵，控制邏輯模塊內(nèi)置與按壓型按鍵控制指令對(duì)應(yīng)的控制律模態(tài)模塊；當(dāng)人機(jī)交互界面模塊中的任意按鍵按下后，控制邏輯模塊接收人機(jī)交互界面模塊發(fā)出的激勵(lì)指令，結(jié)合當(dāng)前飛行狀態(tài)和相關(guān)安全飛行準(zhǔn)則，綜合判斷對(duì)應(yīng)控制律模態(tài)模塊的“接通/斷開(kāi)”指令，并通過(guò)人機(jī)交互界面模塊按鍵上的“燈亮/燈滅”為飛行員提供對(duì)應(yīng)控制律的狀態(tài)信息；
[0007]人機(jī)交互界面模塊包括
[0008]自動(dòng)/飛行指引控制方式按鍵/開(kāi)關(guān)(A鍵)；
[0009]自動(dòng)油門(mén)，包括“推力控制”(P鍵)和“自動(dòng)油門(mén)”(M鍵)；
[0010]飛行管理系統(tǒng)，包括“水平導(dǎo)航”(Q鍵)、“垂直導(dǎo)航”(R鍵)和“飛行高度層”(S鍵)；
[0011]橫側(cè)向通道，包括“航向/航跡方位角選擇” (H鍵)和“航向/航跡方位角保持(0鍵)，，；
[0012]縱向通道，包括“垂直速度/航跡傾角控制”(G鍵)和“高度保持”(N鍵)；著陸，包括“航向道”(T鍵)和“進(jìn)近”(U鍵)；
[0013]斷開(kāi)，包括“斷開(kāi)縱向”(V鍵)、“斷開(kāi)側(cè)向”(W鍵)和“自動(dòng)駕駛儀斷開(kāi)”(X鍵)，
速度、航向和高度等指令值顯示窗口。
[0014]其中，所述顯示機(jī)構(gòu)采用簡(jiǎn)單控制單元實(shí)現(xiàn)控制/顯示邏輯設(shè)計(jì)，外層為自動(dòng)/飛行指引控制方式，內(nèi)層為各個(gè)具體的控制律模態(tài)，每個(gè)控制律模態(tài)概括描述為“接通邏輯”和“斷開(kāi)邏輯”兩大部分。
[0015]其中，人機(jī)交互界面模塊按鍵上設(shè)有狀態(tài)指示燈。
[0016]其中，速度、航向和高度指令值顯示窗口采用觸摸屏。
[0017]其中，控制律模態(tài)包括但不限于垂直速度/航跡傾角模態(tài)、高度保持模態(tài)和航向保持模態(tài)
[0018]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0019]特別有利于飛行員實(shí)時(shí)干預(yù)功能，并且描述問(wèn)題程序簡(jiǎn)單，且執(zhí)行效率高。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的控制/顯示機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)圖；
[0022]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中按壓“左自動(dòng)駕駛”按鍵時(shí)的控制/顯示邏輯圖；
[0023]圖4為為本發(fā)明實(shí)施例中按壓“垂直速度/航跡傾角”按鍵時(shí)的控制/顯示邏輯圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0025]如圖1-2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種安全高效的自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)控制顯示機(jī)構(gòu)，顯示機(jī)構(gòu)包括人機(jī)交互界面模塊和控制邏輯模塊，人機(jī)交互界面模塊設(shè)置與控制律相對(duì)應(yīng)的按壓型按鍵，控制邏輯模塊內(nèi)置與按壓型按鍵控制指令對(duì)應(yīng)的控制律模態(tài)模塊；當(dāng)人機(jī)交互界面模塊中的任意按鍵按下后，控制邏輯模塊接收人機(jī)交互界面模塊發(fā)出的激勵(lì)指令，結(jié)合當(dāng)前飛行狀態(tài)和相關(guān)安全飛行準(zhǔn)則，綜合判斷對(duì)應(yīng)控制律模態(tài)模塊的“接通/斷開(kāi)”指令，并通過(guò)人機(jī)交互界面模塊按鍵上的“燈亮/燈滅”為飛行員提供對(duì)應(yīng)控制律的狀態(tài)信息；
[0026]人機(jī)交互界面模塊包括
[0027]自動(dòng)/飛行指引控制方式按鍵/開(kāi)關(guān)(A鍵)；
[0028]自動(dòng)油門(mén)，包括“推力控制”(P鍵)和“自動(dòng)油門(mén)”(M鍵)；
[0029]飛行管理系統(tǒng)，包括“水平導(dǎo)航”(Q鍵)、“垂直導(dǎo)航”(R鍵)和“飛行高度層”(S鍵)；
[0030]橫側(cè)向通道，包括“航向/航跡方位角選擇” (H鍵)和“航向/航跡方位角保持(0鍵)，，；
[0031]縱向通道，包括“垂直速度/航跡傾角控制”(G鍵)和“高度保持”(N鍵)；著陸，包括“航向道”(T鍵)和“進(jìn)近”(U鍵)；
[0032]斷開(kāi)，包括“斷開(kāi)縱向”(V鍵)、“斷開(kāi)側(cè)向”(W鍵)和“自動(dòng)駕駛儀斷開(kāi)”(X鍵)。
此外，還包括速度、航向和高度等指令值顯示窗口。
[0033]所述顯示機(jī)構(gòu)采用簡(jiǎn)單控制單元實(shí)現(xiàn)控制/顯示邏輯設(shè)計(jì)，外層為自動(dòng)/飛行指引控制方式，內(nèi)層為各個(gè)具體的控制律模態(tài)，每個(gè)控制律模態(tài)概括描述為“接通邏輯”和“斷開(kāi)邏輯”兩大部分。
[0034]實(shí)施例1
[0035]以典型的按壓“自動(dòng)”(A鍵)和“垂直速度”(鍵)按鍵為例，說(shuō)明本發(fā)明的控制/顯示邏輯設(shè)計(jì)方法。
[0036]圖3是按壓“左自動(dòng)駕駛”按鍵(圖2中A鍵)時(shí)的控制/顯示邏輯圖。
[0037]1)接通邏輯
[0038](a) “人機(jī)交互界面”的“自動(dòng)駕駛儀斷開(kāi)”按鍵(即圖3中的“斷開(kāi)”按鍵)未處于斷開(kāi)位置。
[0039](b)飛機(jī)未處于“人工控制”或者“超控”狀態(tài)。
[0040](c)沒(méi)有“限制自動(dòng)駕駛接通”指令，主要包括飛控系統(tǒng)自身的良好性、自動(dòng)飛控與電傳系統(tǒng)交聯(lián)的良好性以及當(dāng)前飛行狀態(tài)等因素。
[0041 ] 同時(shí)滿足以上三個(gè)條件，產(chǎn)生“容許自動(dòng)接通”指令。
[0042]在“容許自動(dòng)接通”條件下，飛行員按壓“人機(jī)交互界面”左上角的“自動(dòng)”按鍵，根據(jù)當(dāng)前“飛行指引”和“自動(dòng)駕駛”的不同狀態(tài)，將調(diào)用不同的控制律。
[0043](a)如果“左飛行指引”、“右飛行指引”或者“右自動(dòng)駕駛”至少有一個(gè)已經(jīng)接通，則“左自動(dòng)駕駛”執(zhí)行已有的控制律。
[0044](b)如果“左飛行指引”，“右飛行指引”和“右自動(dòng)駕駛”均未接通，對(duì)于縱向通道，執(zhí)行“垂直速度”控制律；對(duì)于