民用飞机自动着陆纵向控制研究

收稿日期：2020-03-27作者简介：张翰（1995-），男，中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院民用飞机模拟飞行国家重点实验室硕士研究生，研究方向为飞行器设计；谢殿煌（1978-），男，博士，中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院民用飞机模拟飞行国家重点实验室研究员，研究方向为飞控系统综合验证。

0引言随着现代民用飞机飞行包线不断扩大，特别是国内某些干线航线紧张，民机逐步向高空高速发展。

飞行控制律作为飞机的“灵魂”，直接影响飞机安全性和舒适性［1-2］。

飞行控制系统设计是我国大型客机研制过程中的关键技术之一，对于提高飞机性能、飞行安全以及减轻驾驶员工作负荷至关重要［3-4］。

王永［5］分析了我国民机飞控系统研制与西方国家的差距，提出我国大型客机研发需要在增强可靠性与安全性、提高适航取证能力、降低成本、发展多层次系统化的飞控产品等方面有所突破。

面对与日俱增的市场需求，加上日趋明显的欧美技术封锁，研制出具有自主知识产权的大型客机飞行控制系统刻不容缓［6-9］。

日前，中国商飞正充分争取全球资源，集全国之力发展大型客机项目，本文来源于民机飞行控制律设计相关项目，对我国大型客机研制具有一定参考意义。

1研究对象本文以某大型民机为研究对象，利用经典方程描述飞机的动力学和运动学模型，选取12个状态变量，其它变量通过这12个变量导出求得。

选取典型巡航状态的配平大型民机系统纵向Nz 控制律设计张翰，谢殿煌（中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院民用飞机模拟飞行国家重点实验室，上海201210）摘要：针对国内民机系统纵向稳定性较差、飞机纵向短周期模态响应稳定性不足等问题，以某大型民机为研究对象，基于特征结构配置方法，利用逆模型的思路确定控制系统前馈增益系数，并基于某典型配平状态点，利用线性模型设计该飞机纵向控制律。

线性仿真分析中，利用俯仰角速率q 响应准则评价控制方案效果。

仿真结果表明，采用特征结构配置方法设计的纵向飞行控制律具有良好控制效果，可以改善系统飞行品质使其达到一级飞行品质要求，相比于经典控制理论，通过特征结构配置方法进行纵向Nz 控制律设计可以一次性确定反馈增益系数，缩短控制律设计时间。

飞机自动进近和自动着陆的分析研究
常宝玲;杜文林
【期刊名称】《中国民航大学学报》
【年(卷),期】1989(000)001
【摘要】无
【总页数】12页(P26-35,119,120)
【作者】常宝玲;杜文林
【作者单位】无
【正文语种】中文
【相关文献】
1.某型飞机自动着陆无拉起信号设计的分析 [J], 张清
2.民用飞机自动着陆纵向控制研究 [J], 罗欢;崔玉卉;吴铁峰;贾玉红
3.某型飞机进入自动着陆后瞬间退出问题的分析与解决 [J], 刘军
4.民用飞机自动着陆系统研究 [J], 王申江;李中
5.民用飞机仪表自动着陆系统控制律设计 [J], 陈磊
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飞机着陆过程中的自适应调节控制技术研究在现代社会中，飞行已经成为了非常普遍的交通方式。

尤其是跨国旅行，乘坐飞机已经成为了大多数人的首选。

而一架飞机的起飞和着陆是两个最为关键的环节。

飞机起飞时需要克服很大的空气阻力，而飞机着陆时则需要非常精确的控制技术来保证顺利着陆。

在这篇文章中，我将会就飞机着陆过程中的自适应调节控制技术进行研究。

一、飞机着陆的难点飞机着陆的难点在于，着陆时需要准确地掌握飞机的高度、角度和速度等因素。

如果飞机的着陆速度过快或是过慢，就会出现不少问题。

例如，速度过快会导致着陆时跑道过短或是冲出跑道等情况，而速度过慢则会导致飞机无法按照正常的轨迹着陆，或是不受控制地滑行等问题。

为了能够掌握飞机的控制，飞机上通常会装备一些传感器和自适应控制系统来实现自动着陆。

这些控制系统可以分成三类：预设控制系统、自适应控制系统和计算机辅助控制系统。

二、自适应调节控制技术在着陆控制系统中，自适应调节控制技术是一种非常重要的方法。

它是一种自动控制系统，可以根据系统内部的反馈信息来实现自动调节。

这种技术通常被应用在复杂环境下的着陆过程中，如夜间、恶劣气候和侧风等条件下的着陆。

自适应调节控制技术的原理很简单：它通过改变系统的传输函数中的一些参数，使系统能够自动适应外部的变化，从而保证整个系统的稳定性。

这种技术的具体实现包含以下几个方面：1. 根据机体陀螺仪和加速计等传感器的数据，计算当前的飞机姿态和运动状态。

并根据这些数据，对飞机的姿态、速度和位置等参数进行调整。

例如，在着陆前，系统会计算出飞机的目标速度和下滑角度等参数，并根据这些参数计算出飞机的着陆轨迹。

2. 通过引入控制算法，系统可以根据反馈信息对着陆过程中的控制参数进行调整，以使系统更加灵活和稳定。

例如，在飞机着陆过程中，如果控制算法发现飞机偏离了目标轨迹，就会调整飞机的姿态或者方向来使其重新回到目标轨迹。

3. 当飞机进入着陆区域时，系统会自动分析机场组的机动性和空间障碍物等因素，并根据着陆跑道的长度和方向、安全着陆区域的位置和距离等因素，对着陆过程中的控制参数进行调整。

飞机自动着陆系统浅析摘要：随着我国经济的不断发展，我国的各行各业都有了显著的发展。

在近年来航空技术有了非常重大的进步，其中自动控制技术的投入使用在我国现代航空领域有着居住轻重的作用，自动控制技术展现了现代高科技的核心技术，与现代的热门技术相结合，如：数字信息化技术、数字一体化技术等。

在飞机进行飞行任务时，在这一过程中，有几个关键过程的控制是十分重要的，其中最为关键的控制阶段就是飞机的着陆阶段。

关键词：民用飞机；着陆阶段；系统研究；自动化；改进措施；自动着陆引言：随着科学技术的不断发展和人们需求的不断提高，人们越来越希望解放自己的双手，给予自己更轻松、快捷、安全的生活方式。

在民用飞机这一方面，希望飞机驾驶、着陆自动化就印证了人类的这一理想。

随着近年来一些飞机事故的接连发生，人们希望更安全的乘机。

事故存在的一方面是有人为因素，为了排解这一潜在的威胁，人们越发的希望自动化可以在民用的飞机上得以实现。

本文通过对民用飞机在接近着陆阶段的运行规律进行深入的研究，使用一些切实可行的控制方法，让人们更加了解这一技术并不断完善这一技术。

一、研究的背景和意义从古代就有人向往广袤的蓝天，希望像一只小鸟一样飞翔，如：制造的风筝就是人们希望的寄托。

所以因为人类就有这方面的追求，经过不断地进化和创作，终于在1903年莱特兄弟设计制造了第一架飞机。

如今，随着社会的不断发展，对民用飞机的要求越来越高，能够拥有一架自动驾驶的飞机一直是人类的梦想，梦想这架飞机可以按照自己的指令，自动的驾驶到任何地方。

而在现实的生活中，随着飞机性能的逐渐增多，操过过程也愈来愈复杂，人们必须依靠计算机来进行精准操作。

计算机具有全权的操控功能，这也极大地降低了飞机驾驶员的工作负荷，极大程度上提高了飞机运行的安全性和飞机控制的精准性。

如今油价上涨、能源短缺的问题越来越严重，自动驾驶技术所呆了社会效益和经济效益都是十分可观的。

而自动着陆技术又是飞机自动驾驶系统中重要核心技术，因此对飞机的自动着陆系统精确性、安全性的要求也是最为重要的。

民用飞机自动着陆系统研究作者：王申江李中来源：《科技视界》2017年第04期【摘要】近年来自动飞行控制技术在航空特别是民用航空领域中应用日益广泛，其中自动着陆更是民机取得市场成功的重要卖点。

自动着陆系统可以在气象条件较差的情况下保证飞机安全着陆，从而极大地减轻了飞行员的工作和心里负担，同时也保证了飞机运营的准点率。

本文简述了自动着陆系统对机载系统和设备的要求，并对空客公司正在运营的先进民用飞机自动着陆系统进行了分析研究。

【关键词】民用飞机；自动飞行控制系统；自动着陆0 引言飞行事故统计数据显示，飞机的进近着陆过程是飞行事故易发阶段，占比高达45%，且多发在下雨、大雾等能见度较差的时候[1]。

所以，依靠精密的电子设备辅助驾驶员完成精确甚至是自动着陆，意义重大。

国际通用的精密进近着陆一般按照能见度条件分类，即综合考虑决断高度（DH）和跑道视距（RVR）两个因素，将精密进近着陆等级划分为I、II和III类。

其中自动着陆等级又分为三类，分别为CAT IIIa，CAT IIIb，CAT IIIc。

其指标如下[2]（1）CATIIIa：RVR大于等于700ft，DH小于等于100ft；（2）CATIIIb：RVR大于150ft小于700ft，DH小于等于50ft；（3）CATIIIc：RVR等于零，DH等于零。

CAT IIIa着陆允许飞机利用自动拉平系统完成自动着陆，飞行员在飞机接地后才接管对飞机的控制；CAT IIIb着陆允许飞机利用自动拉平和拉平后的继续控制完成自动着陆，接地后，飞行员只需在跑道途中进行控制；CAT IIIc着陆允许完成自动着陆全过程，飞行员无需手动控制。

CAT IIIa/b/c类自动着陆对机载系统和设备的安全等级、余度、性能等提出了不同的要求。

本文首先对机载系统和设备的要求进行了总结归纳，并选取典型的空客飞机进行研究，着重分析了自动飞行控制系统架构和和系统要求，对自动着陆的实现进行了比较分析。

基于深度学习的航空器自主着陆技术研究随着人工智能的发展，深度学习技术不断被应用于各个领域。

在航空领域，基于深度学习的航空器自主着陆技术的研究也逐渐受到重视。

本文将深入探讨该技术的研究现状、存在的问题以及未来的发展前景。

一、基于深度学习的航空器自主着陆技术1、研究现状自主着陆是航空器自动化技术中的重要组成部分，其研究目标是实现无人干预的自主着陆。

目前常见的自主着陆技术主要包括雷达引导、光电引导和惯性引导等。

而基于深度学习的自主着陆技术，可以通过机器学习的方式，实现对特定场景下光照、飞机角度等因素的自适应控制，具有较高的智能化水平。

该技术需要基于大量的数据进行训练，以提高模型的精度和鲁棒性。

通常，研究者会利用模拟器生成大量的数据，或在真实情况下采集数据。

然后通过深度学习算法，如卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）等，进行数据处理和模型训练。

2、存在问题尽管基于深度学习的航空器自主着陆技术具有广阔的应用前景，但其研究仍存在一些问题。

首先，数据采集和处理成本较高。

例如，计算机模拟器或真实环境下的数据采集需要大量资金和设备。

其次，深度学习算法还存在过拟合、欠拟合等问题，需要进一步优化。

最后，飞机自主着陆需要考虑复杂的气象条件和机身特性等问题，这对自主着陆技术提出了更高的要求。

二、发展前景尽管存在一些问题，基于深度学习的航空器自主着陆技术仍具有广阔的发展前景。

未来，该技术将受到更多应用领域的关注，并在实际应用中逐渐得到验证。

具体而言，它将有助于提高航空器的安全性和效率，提高飞机的自动化水平，为未来智能交通系统的建设提供有力支撑。

同时，随着深度学习技术的不断发展，其在气象预测、跨领域数据融合等方面的应用也将不断拓展。

这将进一步促进航空器自主着陆技术的发展，并促进航空业的智能化转型。

三、结论综上所述，基于深度学习的航空器自主着陆技术的研究已初步展示其在航空领域的潜力。

虽然仍存在一些问题，但随着科技的不断进步和深度学习技术的不断发展，这一技术的应用前景将越来越广阔。