A320-自动飞行系统

A320系列飞机自动飞行系统故障诊断专家系统研究的开题报告一、选题背景及研究意义自动飞行系统是现代化民用飞机中不可或缺的关键技术之一，它能够大幅度提升飞机的安全性和效率，减轻飞行员的负担。

但是自动飞行系统也容易出现故障，且故障种类繁多，故障诊断和处理面临很大的困难。

因此，开发一种快速准确的自动飞行系统故障诊断专家系统显得尤为重要。

A320系列飞机是一种广泛应用于商业航空运输的窄体中短程客机，其自动飞行系统较为复杂，包括自动驾驶、自动着陆、飞行管理系统等多个模块。

因此，研究A320系列飞机自动飞行系统故障诊断专家系统对提升其飞行安全性和经济效益有积极的影响。

二、研究目标本课题旨在研究A320系列飞机自动飞行系统故障诊断专家系统，主要目标包括：1. 构建A320自动飞行系统故障诊断专家系统，实现故障自动检测、诊断和推荐修复措施。

2. 根据实验数据和实际操作经验，分析A320系列飞机自动飞行系统的故障特征和规律，提高诊断准确性和效率。

3. 探索基于机器学习的A320系列飞机自动飞行系统故障诊断方法，提高诊断的智能化和自适应性。

三、研究方法本研究采用基于规则的专家系统和基于机器学习的方法相结合的方式进行故障诊断。

具体方法包括：1. 建立A320自动飞行系统故障规则库，通过规则匹配实现故障诊断和推荐修复措施。

2. 运用机器学习算法实现A320自动飞行系统故障分类和诊断，例如神经网络、决策树、支持向量机等。

3. 结合专家系统和机器学习方法，实现故障诊断结果的可靠性评估和自适应修正。

四、预期成果本研究预期成果主要包括：1. 构建A320系列飞机自动飞行系统故障诊断专家系统原型，可实现自动故障检测、诊断和推荐修复措施功能。

2. 研究A320系列飞机自动飞行系统故障的特征和规律，提高故障诊断的准确性和效率。

3. 探索机器学习算法在A320系列飞机自动飞行系统故障诊断方面的应用，并实现专家系统和机器学习算法的优化结合。

22章重点1、FMGC、ELAC、惯导，哪个是AFS（自动飞行系统）的计算机？FMGC2、FCU(飞行控制组件)在遮光板上。

3、FMA(飞行方式指引)在PFD 顶部4、A320飞行系统核心计算机？FMGC5、自动飞行系统的FMGC（飞行管理指引计算机）装在电子舱MCDU（多功能控制显示组件）装在驾驶舱FCU装在驾驶舱遮光板上6、FMGC有2个FAC有2个FCU有1个，分为3部分FCU有两个通道7、自动飞行系统有2套自动推力有1套A/THR也有两个通道8、AP（自动驾驶）衔接电门在FCUA/THR(自动推力)衔接电门在FCU9、FE叫飞行包络保护，FEC叫飞行包络计算机，FE有2套10、FE的功能：风切变探测、alpha-floor包络保护11、包络保护功能在FAC12、自动飞行系统操纵时，飞机侧杆不动，油门杆也不动，但是脚蹬可能会动，因为脚蹬是钢索传动13、自动飞行系统的功能：自动操纵飞机各个舵面，自动完成推力的计算和改变，使飞机沿着预先设定的飞行计划飞行14、AFS（自动飞行系统）的故障探测隔离功能在：FIDS（故障隔离和探测系统）15、FMGC输出指令到AP，再由AP输出到ELAC,SEC和FAC，操纵各个舵面16、飞控计算机有ELAC(升降舵和副翼计算机)、FAC(飞机增稳计算机)、SEC(扰流板升降舵计算机)、FMGC(飞机管理指引计算机)17、AP推力载荷：在AP接通时，侧杆上会有推力载荷，即防止误操作，若施加一定的力，克服了负载会断开自动驾驶（同A/THR）18、自动推力输出推力给FADEC（全权限数字电子控制）19、自动推力切断方法：油门杆放入慢车位或者使用油门杆侧面的自动推力切断电门20、FMGC功能：（全选）21、FMGC功能分为FM和FG部分，FM主管飞行计划，FG主管飞行制导，FG的功能分为AP,FD,A/THR22、飞行计划的监控由FM（飞行管理）完成23、AP、FD、A/THR功能在FMGC实现24、着陆测试由FMGC完成，检查自动着陆的能力FMA上显示着陆能力的等级CAT 3 2 125、在进近过程中可以同时衔接2个AP，AP1为主，AP2热备份（同DIR）26、自动推力可以人工或自动脱开。

A320飞机的自动飞行系统相对比较简单,主要由4部计算机组成.2部FMGC，2部FAC.控制面板为MCDU和FCU我们通常把MCDU叫做长期控制界面，因为在飞行计划和性能参数输入后，不会有大的改动。

而把FCU称作短期控制界面。

在空中可以随时修正速度，航向，高度等信息。

在本文中我将对FMGC的功能进行简单介绍。

A320系列飞机的FMGC由HONEYWELL或THALES/SMITHS公司提供比如以THALES/SMITHS公司为例C13043AA04（CFM ENGINE）和C13043BA02（IAEENGING）两种型号，计算机价格昂贵,单价在20万刀以上。

两部FMGC的工作方式为主从模式，由飞行引导部分的接通状态来决定那部为主要，那部为从属计算机。

例如AP1接通，则FMGC1 为主要。

如果AP2接通则FMGC2为主。

完全按照AP,AP2,FD1,FD2,A/THR1,ATHR2的次序决定。

主要计算机来计算各种飞行参数，从属计算机也会计算相同的参数，如果计算结果一致则完全服从主计算机的指令。

由一部FMGC控制EFCS和FADEC。

两部计算机的工作方式有三种1. 正常模式（Normal mode）顾名思义就是说两部计算机都工作的状态。

由其中一部控制EFCS和FADEC2. 单一模式（Single Mode）指有一部FMGC故障的情况。

3. 独立模式（independent Mode）主FMGC计算各种数据控制系统，从FMGC接收同样的数据并计算但并不控制系统。

从FMGC的数据要和主FMGC数据比较。

如果出现较大的偏差就会出现独立工作模式比如速度超过2节，重量超过2吨等。

出现偏差后，从属FMGC会试图和主FMGC同步，如果同步不成功进入独立模式。

比较常见的情况是在更新完一部FMGC的数据库后，造成两部FMGC的数据库不同，会进入独立模式。

FMGC 内部有两个通道, COMMAND CHANNEL 和 MONITORING CHANNEL分别有自己独立的供电组件,使用不同的编程软件控制.FMGC内部分成两部分,飞行管理部分FM和飞行引导部分FG在FM内部加载了6个数据库1, FM operational software2, NAV Data Base根据AIRAC周期每28天更换一次,目前是周期是1206( 31MAY2012-28JUN.2012)安装两个数据库,当前的和前一个.3, AMI (FM airline config.)航空公司可以自己选择各种单位如KG,LBS…4, OPC (option configuration Disk)各种和自动驾驶系统有关的选装设备5, Performance Date Base6. VAR DATA BASE (Magnetic Variation Data Base)可以通过MDDU装载以上数据库,一共十几张盘,每张盘大约要12分钟以上. 在一部装完后可以通过交输功能给另一部交输软件整个过程大约3小时左右.FM的主要功能是飞机的位置计算,飞行计划,飞机速度计算等.FG的主要功能有AP. FD. A/THR具体功能将在下篇中介绍.。

A320驾驶舱设备以及各系统面板介绍首先，我们来介绍一些基本的驾驶舱设备。

A320的驾驶舱由两个座椅组成，左边是机长座位，右边是副驾驶座位。

每个座位都配备了用于控制飞机的操纵杆和脚踏板。

操纵杆用于控制飞行的姿态，包括上升、下降和转弯。

脚踏板用于控制飞机的方向，也就是左右转向。

在驾驶舱的中央，有一个大型的玻璃仪表板，称为电子集成仪表系统（EFIS）。

该系统由数个显示屏组成，用于显示飞机的各种重要信息。

这些信息包括航向、高度、速度、姿态、油量等。

驾驶员可以通过这些屏幕获得必要的信息，以便正确地操作飞机。

在驾驶舱的中上部分，有一个叫做全彩式头顶显示器（HUD）的设备。

该设备可以将飞行数据投影到飞行员的视场上，使其可以同时看到飞行数据和外界景象，从而提高飞行员的注意力和反应速度。

接下来我们来介绍一些系统面板。

A320的驾驶舱面板包括了飞行控制面板（FCP）、主要飞行显示（PFD）、导航显示（ND）、机组通信面板（GCP）、自动飞行面板（AFP）、空调操作面板（ACOP）等多个面板。

飞行控制面板（FCP）位于操纵杆旁边，用于控制自动驾驶系统。

飞行员可以通过该面板设定飞行的高度、速度和航向，在达到设定值后，飞机会自动进行相应的调整。

主要飞行显示（PFD）位于驾驶员的前方，在EFIS仪表板上显示飞机的基本航行参数，包括航向、高度、速度等信息。

导航显示（ND）用于显示导航信息，例如飞机当前位置、航路以及地图等，以帮助驾驶员进行导航。

机组通信面板（GCP）用于控制驾驶员与空中交通管制和其他机组成员之间的通信。

自动飞行面板（AFP）用于控制自动驾驶系统的工作模式和参数。

空调操作面板（ACOP）用于调整飞机的空调系统，以确保驾驶舱和客舱的舒适度。

除了上述面板外，A320的驾驶舱还有一些其他的设备和面板，用于控制飞机的其他系统，例如燃油系统、油门控制、液压系统、襟翼和襟翼翻板等。

这些设备和面板的位置和功能都是根据空中客车的标准设计，以保证驾驶员能够方便地控制飞机的各个部分和系统。

先介绍一下简单的FG部分吧。

FG有以下三种功能AP，FD，A/THR其中AP有两部，AP1和AP2分别来自于FMGC1 和FMGC2在起飞后5秒可以接通任意一部自动驾驶，比如说接通把杆飞行员一侧的AP，从功能上没有任何区别。

从爬升到进近前只能接通一部自动驾驶，AP1或AP2。

接通另一部时前一部会自动跳开。

在距离跑道头大约25海里时，飞行员可以通过FCU上的APPR按钮（此按钮的功能是让计算机开始搜索航向道和下滑道信号）在激活，之后接通第二部AP两部AP都接通后，由于程序销钉的缘故AP1有优先权控制系统，AP2做备份。

如果不飞三类进近，在飞机到达决断高度后，断开自动驾驶，目视着陆。

如果飞三类进近，可以通过AP系统自动接地。

这个在国外繁忙机场比较常见。

国内还没有三类的机场。

如果只有一部AP接通，发生故障后可以人工尝试接通另一部。

如果两部自动驾驶都接通时，AP1故障时AP2会自动接通。

FD飞行指引功能同样有两部，FD1显示在机长一侧，FD2显示在F/O一侧。

有两种显示模式十字架（HDG-V/S）和小鸟模式（TRK-FPA）空客推荐起飞用十字架，着陆时用小鸟模式。

如果一部故障，剩下的FD会给两边同时提供指引。

A/THR自动推力虽然也有两部但只有一部工作。

由主FMGC同时控制两台发动机。

如果一部失效。

另一部不会自动接替工作，需要人工切换FMGC的主从模式后人工接通。

下面谈一下三种功能的接通和断开方式。

AP只能人工接通。

AP断开可以通过以下方式。

1. 侧杆上的优先权选择按钮断开。

这是唯一一种正常的断开方式。

2,。

大力推动锁定在中立位的侧杆。

3.。

用方向舵踏板断开AP（超过正常配平10度以上）4.用THS的配平轮断开AP以上常见的断开方式中只有第一种是正常断开方式。

AP OFF 红色信息显示在上ECAM 的MEMO区，Master Warning light和音响警告在9秒后自动消失。

其余的几种方式都会被系统认定为故障断开。

24电气系统- 各电气形态的仪表显示正常电气形态GEN 1失效TR1失效双TR失效紧急电气形态(紧急发电机供电)空中，紧急电气形态（仅电瓶供电）A320FMA 方式逻辑关系图正是基于此种逻辑关系，才将垂直方式放在中间，便于飞行员观察理解方式的改变影 响A320导航导航精度检查：【常用方法】：在PROG页面中的到某一点的方位/距离（BRG/DISTTO）区域输入某导航台的代码然后将计算的方位/距离同ND上的原始数据作比较。

导航精度要求：航路【误差≤3海里】终端区【误差≤1海里】1.飞机静止不动2.ADIRS方式选择旋钮设置到NAV位3.输入当前位置给IRS （MCDU INT A页面）IRS完全校准：无线电导航调谐：正常备用GPWSATC&TCASWXBUSSA320电气系统汇流条结构完整图IDG IDGA320紧急电气形态逻辑图IAS注意：在RAT 正伸出而应急发电机正耦合过程中，（约8 s) 电气网络仅由电瓶供电。

AC1+AC2 FAULT且IAS>100KT.RAT自动放出并驱动蓝液压系统。

一个液压马达驱动EMER GEN工作。

ACESS SHED和DE ESS SHED 两个汇流条恢复供电如果RAT失速或者飞机在地面，速度小于100KT。

EMER GEN不再供电。

电气网络仅有电瓶供电。

速度在50KT以下，AC ESS BUS被自动卸载，所有显示组件失去。

EMER GEN 正常工作：空中RAT最小速度140KT。

此信息会显示在EWD和STS页。

A320飞行操纵系统逻辑图A320飞行操纵521 12 23 34 4 53 3 3 3 1 1 11 22112L.AIL R.AILA320空调系统原理图BLEEDPACKCOND正常情况下由发动机引气系统给空调组件提供引气。

热引气经由组件流量控制活门输送到初级热交换器。

然后冷却的引气进入空气循环机的压缩机部分，被压缩达到更高的压力和温度，经由主热交换器再次冷却。