曹现涛[1]2003年在《无人作战飞机系统人机功效分析及人的可靠性研究》文中进行了进一步梳理本文围绕无人作战飞机系统深入研究了人的可靠性及其相关技术，包括工效分析、人的差错分析、人的可靠性计算和人的可靠性评估，最后还讨论了人的可靠性数据的收集和分析，建立了人的可靠性数据库。 论文的第一部分研究无人作战飞机系统的人机界面设计，论文给出了无人作战飞机系统的功能框图，根据无人机的任务剖面，综合功效学的研究成果，给出了无人机系统的显示装置、控制装置、工作环境和操作人员的组织情况等的设计准则。 论文的第二部分研究无人作战飞机系统的可靠性分析，在对人的差错的原因深入分析的基础上，建立了人的通用差错模型，借鉴结构可靠性分析方法，建立了人的可靠性的应力强度模型，推导了强度随时间下降速率的概率分布；运用工程可靠性分析方法，建立了无人作战飞机系统的可靠性框图、故障树，并且做了人的差错的故障模式影响分析。对无人作战飞机系统的人的可靠性进行了模糊评估，分析了影响无人机系统人的可靠性的关键因素。这对无人机系统的可靠性设计具有重要的指导意义。 在人的可靠性分析中，由于缺少可靠性数据给可靠性分析带来了很大的困难，因此论文根据人的可靠性数据的特点建立了人的可靠性数据库，编写了故障树分析程序。
赵少刚[2]2007年在《复杂武器系统人因工程设计及HRA研究》文中指出随着机械和电子部件可靠性的不断提高,由人-机-环境组成的系统的安全越来越取决于人的行为,人因失误对系统安全的重要性也越来越受到重视。人因工程(Human Factors Engineering)自二十世纪五十年代从西方国家起源并发展至今,取得了很多的研究成果。基于人因工程的人机界面设计是减少人因失误、提高系统可靠性地重要途径。由于人本身具有时变性、非线性和随机性等特点,使得人因失误及人因可靠性分析(Human Reliability Analysis, HRA)研究进展缓慢。实战环境下人因数据的极其缺乏,也成为制约复杂武器系统人因可靠性分析的重要因素。因此,人因失误、人因可靠性及其人因数据库的分析研究成为复杂武器系统可靠性设计中极为重要工作。本文论述了人因工程及其在军事领域应用的重要意义,确立了军事人因工程学在复杂武器系统设计中的重要地位,并给出了详细的人机界面设计准则。论文对人因失误从个人、群体和组织管理叁个方面进行了详细的人的失误机理和原因的分析,得到了控制复杂武器系统人误的一些措施。在对比分析人因可靠性分析的基础上,提出了群体操作的可靠性研究,并利用认知可靠性和失误分析方法(CREAM)对复杂武器系统中群体操作的人因可靠性进行了实例分析。最后设计了人因可靠性分析软件——人因可靠性数据库管理系统。
陈业朋[3]2010年在《3F技术在无人机飞控系统上的应用》文中进行了进一步梳理可靠性工程已广泛应用于各个工程领域,航空工业是一种高度精密的综合性行业业,有些航空产品会关系到飞行人员及乘坐人员的生命安全,而有些航空产品则会关系整个战局的成败,因此可靠性工程对于航空工业来说显得尤为重要,航空产品的可靠性主要研究可靠性的基本原理、方法和保证产品可靠性水平的技术措施。近年来,无人机在航空领域的作用显得越来越重要。自1991年的海湾战争以来,许多国家都把它置于优先发展的地位,竞相研制并装备,在世界范围内掀起了研制无人机的热潮。无人机虽然性能优越,技术先进,但由于自身系统的复杂性、远程遥控距离的超长性和操作手技术的熟练性等因素的影响,无人机重大事故频繁出现。因此我们应该关注并做好相关无人机的各项可靠性工作。3F即FRACAS(故障报告、分析及纠正措施系统)、FMECA(故障模式、影响及危害性分析)和FTA(故障树分析),是可靠性工程的叁种主要分析方法。目前,这叁种方法在工程上的应用越来越受到人们的重视,但是在应用的过程中也出现了很多问题,如只是按照标准照搬,未能发挥这些可靠性分析方法的功效,或者是工作流程混乱,导致工作任务较重,引起其他一些部门人员的反感等等,本文将根据工程实践应用的现状,通过在无人机飞控系统上叁种可靠性分析方法的研究,将FRACAS、FMECA、FTA叁种可靠性分析方法相结合,最终建立一套人性化,效率高,更加及时准确的可靠性分析系统。首先,我们详细研究了飞行控制系统的结构组成及各部分的工作原理,并最终给飞控系统建立了详细的可靠性模型；其次,针对可靠性分析技术方面的知识,我们对FMECA可靠性分析技术的理论及关键方法进行了介绍,在此基础上将FEMCA技术应用于无人机飞控系统上,对整个飞控系统进行FMECA分析得出飞控系统FMECA表、关键故障模式、单点故障,并根据FMECA分析结果给出了相关的改进措施；随后对FTA、FRACAS两种方法的理论知识及关键方法进行详细研究,为在飞控系统上实现3F综合分析系统奠定了基础。经过一段时间的实地调研及亲身工作体验,我们总结了可靠性分析技术在理论方法及工程应用上的不足和缺陷,进而设计了3F综合分析系统。详细介绍了3F综合分析系统的功能框架、组成模块、工作内容等,并且研究了实现3F综合分析系统所必需的关键技术,包括数据库的设计、报警模块设计及远程智能操作架构介绍。最后详细介绍了3F综合分析系统的软件结构。3F综合分析系统软件主要包含了用户管理模块、FMECA模块、FTA模块、FRACAS模块、FMECA—FTA转换模块、FMECA—FRACAS转换模块、FTA—FRACAS转换模块、报警模块等,详细介绍了各模块的用户界面、功能、操作方法等。该课题的完成,把某企业长期积累的设计数据、实验数据及检测与使用中的故障数据存储于数据库中,开始了故障信息库的创建,在故障信息库不断的丰富过程中,将为各种相似型号产品的研制提供强有力的依据；另外我们研制的3F综合分析系统软件在经过一定时间的使用和修正后,可以扩展应用于其他型号产品上。
王泽[4]2016年在《一种便携式飞行器的研究》文中认为为了使生活更加方便和美好,本文基于嵌入式实时操作系统μcos-III在以ARM Cortex M3为核心的微控制器STM32上展开了对便携式飞行器的初探。本文研究的便携式飞行器采用四旋翼结构。首先,对它的飞行原理和飞行中的姿态变化进行了详细地分析。然后,对它在飞行过程中的受力情况进行了探讨,并建立了动力学模型。接着,根据常用的四旋翼飞行器的结构设计了便携式飞行器的机械结构,根据惯性导航原理设计了控制系统的电路。该电路主要包括以ARM Cortex M3为核心的STM32控制器模块,以加速度角速度感知模块MPU-6050、磁航向感知模块HMC5883L、大气压感知模块MS5611构成的感知模块,以及电源模块、通信模块等。结合四元数法和串级PID控制设计了便携式飞行器姿态解算和控制算法,并利用该算法进行了控制系统的软件开发。其解算和控制过程为:利用MPU-6050感知当前状态下的加速度和角速度,利用HMC5883L感知到的当前地球磁场,经过滤波处理后,将加速度数据归一化处理,同时获取四元数的重力分量,将两者的偏差做PI调节补偿角速度数据,利用四元数微分方程以角速度的数据去更新四元数,通过四元数与欧拉角的关系解算出姿态角,再利用地球磁场数据去修正姿态角,用期望的姿态角与当前的姿态角的偏差进行串级PID控制,将该输出转换成PWM形式控制四个电机的转速来控制便携式飞行器达到期望的姿态。最后,在上位机PC上开发出了系统仿真与系统参数调试整定模块,在Simulink上构建了便携式飞行器控制系统的仿真模型,仿真实验验证了控制算法的合理性,在Visual Studio集成环境中用C#语言开发出了系统参数调试整定模块,整定后的参数借助通信接口更新至控制系统,最终得到了比较好的控制效果。
参考文献：
[1]. 无人作战飞机系统人机功效分析及人的可靠性研究[D]. 曹现涛. 西北工业大学. 2003
[2]. 复杂武器系统人因工程设计及HRA研究[D]. 赵少刚. 西安电子科技大学. 2007
[3]. 3F技术在无人机飞控系统上的应用[D]. 陈业朋. 电子科技大学. 2010
[4]. 一种便携式飞行器的研究[D]. 王泽. 西华大学. 2016
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