大型民机飞行管理系统仿真研究
发布时间：2022-08-13 12:50
飞行管理系统（Flight Management System FMS）是大型民机上重要的航空电子系统,其主要功能是根据飞行员输入的飞行计划生成优化后的水平和垂直航迹,并且控制飞机按优化的航迹飞行,完成飞机的全剖面飞行管理。还可以在飞行中依据飞行情况调整飞行计划,重新进行航迹优化和导航。本文对大型民机飞行管理系统进行仿真研究,建立了飞行管理系统仿真架构,重点对FMS的核心功能:水平剖面飞行管理、垂直剖面飞行管理、起飞性能计算进行了详细的仿真研究。具体工作如下:（1）根据ARINC702协议分析FMS功能,建立FMS仿真架构并在IPT上实现综合仿真。（2）对水平剖面飞行管理功能进行研究,首先分析水平剖面飞行管理实现流程;然后建立水平导航功能模型;接着重点对水平航迹优化仿真进行研究,本文以最短路径为水平航迹优化目标,利用大圆航线算法建立水平航迹优化模型,最后基于蚁群算法实现了飞机水平航迹优化仿真。（3）对垂直剖面飞行管理功能进行研究,首先研究垂直剖面飞行管理实现流程;然后建立垂直导航功能模型;接下来重点研究垂直航迹优化仿真,本文以最低飞行成本为垂直航迹优化目标,在能量状态法下建立垂直航迹优...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
缩略词
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 背景及意义
1.1.2 飞行管理系统简介
1.2 飞行管理系统发展历史
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.3.3 飞行管理系统仿真研究概述
1.4 本文的主要研究工作及内容安排
第二章 大型民机飞行管理系统仿真架构设计
2.1 飞行管理系统功能
2.1.1 导航与制导
2.1.2 飞行计划
2.1.3 航迹优化
2.1.4 性能计算
2.2 飞行管理系统仿真架构
2.3 飞行管理系统仿真平台
2.4 核心功能分析
2.5 本章小结
第三章 水平剖面飞行管理仿真
3.1 水平剖面飞行管理概述
3.2 水平导航功能
3.2.1 导航数据库
3.2.2 导航台调谐
3.2.3 位置计算
3.2.4 基于性能的导航
3.3 水平航迹优化模型
3.3.1 水平航迹与航路点
3.3.2 直飞段模型
3.3.3 转弯段模型
3.4 水平航迹优化流程
3.4.1 蚁群算法简述
3.4.2 蚁群算法的优化模型
3.4.3 基于蚁群算法的水平航迹优化模型
3.4.4 基于蚁群算法的水平航迹优化流程
3.5 水平航迹优化结果
3.5.1 优化结果分析
3.5.2 优化结果展示
3.6 本章小结
第四章 垂直剖面飞行管理仿真
4.1 垂直剖面飞行管理概述
4.2 垂直导航功能
4.2.1 性能数据库
4.2.2 数字大气数据计算机
4.2.3 垂直导航高度和飞机姿态计算
4.3 垂直航迹优化模型
4.3.1 直接运营成本
4.3.2 飞机质点模型
4.3.3 能量状态法下飞机运动方程
4.3.4 转换为积分形式的性能指标
4.3.5 计算最优轨迹
4.4 垂直航迹优化流程
4.4.1 巡航段垂直航迹优化流程
4.4.2 爬升段垂直航迹优化流程
4.4.3 GA算法
4.5 垂直航迹优化结果
4.5.1 巡航段优化仿真结果
4.5.2 爬升段优化仿真结果
4.5.3 仿真结果分析
4.6 本章小结
第五章 飞行管理系统起飞性能计算仿真
5.1 飞机起飞性能计算简介
5.1.1 起飞决断速度V_1
5.1.2 抬前轮速度V_R
5.1.3 起飞安全速度V_2
5.1.4 最小地面操纵速度V_(MCG)
5.1.5 刹车能量限制速度V_(MBE)
5.1.6 离地速度V_(LOF)
5.1.7 起飞距离数据
5.1.8 最大假设温度
5.1.9 发动机功率修正率
5.2 干跑道模型下求取起飞距离
5.2.1 干跑道的建模
5.2.2 全发起飞下起飞滑跑距离和起飞距离
5.2.3 单发失效继续起飞滑跑距离和起飞距离
5.2.4 中断起飞所需加速停止距离
5.3 湿跑道模型下求取起飞距离
5.3.1 全发起飞下起飞滑跑距离和起飞距离
5.3.2 单发失效继续起飞滑跑距离和起飞距离
5.3.3 中断起飞所需加速停止距离
5.4 飞机起飞性能计算仿真
5.4.1 STAS软件
5.4.2 干跑道下起飞性能计算仿真
5.4.3 湿跑道下起飞性能计算仿真
5.4.4 仿真结果分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 不足与展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
本文编号：3677066
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
缩略词
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 背景及意义
1.1.2 飞行管理系统简介
1.2 飞行管理系统发展历史
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.3.3 飞行管理系统仿真研究概述
1.4 本文的主要研究工作及内容安排
第二章 大型民机飞行管理系统仿真架构设计
2.1 飞行管理系统功能
2.1.1 导航与制导
2.1.2 飞行计划
2.1.3 航迹优化
2.1.4 性能计算
2.2 飞行管理系统仿真架构
2.3 飞行管理系统仿真平台
2.4 核心功能分析
2.5 本章小结
第三章 水平剖面飞行管理仿真
3.1 水平剖面飞行管理概述
3.2 水平导航功能
3.2.1 导航数据库
3.2.2 导航台调谐
3.2.3 位置计算
3.2.4 基于性能的导航
3.3 水平航迹优化模型
3.3.1 水平航迹与航路点
3.3.2 直飞段模型
3.3.3 转弯段模型
3.4 水平航迹优化流程
3.4.1 蚁群算法简述
3.4.2 蚁群算法的优化模型
3.4.3 基于蚁群算法的水平航迹优化模型
3.4.4 基于蚁群算法的水平航迹优化流程
3.5 水平航迹优化结果
3.5.1 优化结果分析
3.5.2 优化结果展示
3.6 本章小结
第四章 垂直剖面飞行管理仿真
4.1 垂直剖面飞行管理概述
4.2 垂直导航功能
4.2.1 性能数据库
4.2.2 数字大气数据计算机
4.2.3 垂直导航高度和飞机姿态计算
4.3 垂直航迹优化模型
4.3.1 直接运营成本
4.3.2 飞机质点模型
4.3.3 能量状态法下飞机运动方程
4.3.4 转换为积分形式的性能指标
4.3.5 计算最优轨迹
4.4 垂直航迹优化流程
4.4.1 巡航段垂直航迹优化流程
4.4.2 爬升段垂直航迹优化流程
4.4.3 GA算法
4.5 垂直航迹优化结果
4.5.1 巡航段优化仿真结果
4.5.2 爬升段优化仿真结果
4.5.3 仿真结果分析
4.6 本章小结
第五章 飞行管理系统起飞性能计算仿真
5.1 飞机起飞性能计算简介
5.1.1 起飞决断速度V_1
5.1.2 抬前轮速度V_R
5.1.3 起飞安全速度V_2
5.1.4 最小地面操纵速度V_(MCG)
5.1.5 刹车能量限制速度V_(MBE)
5.1.6 离地速度V_(LOF)
5.1.7 起飞距离数据
5.1.8 最大假设温度
5.1.9 发动机功率修正率
5.2 干跑道模型下求取起飞距离
5.2.1 干跑道的建模
5.2.2 全发起飞下起飞滑跑距离和起飞距离
5.2.3 单发失效继续起飞滑跑距离和起飞距离
5.2.4 中断起飞所需加速停止距离
5.3 湿跑道模型下求取起飞距离
5.3.1 全发起飞下起飞滑跑距离和起飞距离
5.3.2 单发失效继续起飞滑跑距离和起飞距离
5.3.3 中断起飞所需加速停止距离
5.4 飞机起飞性能计算仿真
5.4.1 STAS软件
5.4.2 干跑道下起飞性能计算仿真
5.4.3 湿跑道下起飞性能计算仿真
5.4.4 仿真结果分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 不足与展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
本文编号：3677066
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