Flight safety evaluation theories and methods based on system simulation

《基于系统仿真的飞行安全评估理论与方法》

第1章人—机—环复杂系统综述

1.1人—机—环复杂系统的组成

1.2人—机一环系统的复杂性分析

1.3复杂系统的建模仿真研究方法

第2章驾驶员模型

2.1驾驶员的操纵行为

2.2经典控制理论模型

2.3驾驶员最优控制模型

2.4ann驾驶员模型概述

2.4.1预测跟随理论

2.4.2ann驾驶员模型

2.4.3基于最优控制的ann驾驶员模型

第3章飞行器运动方程

3.1矢量与并矢

3.1.1基矢量与矢量

3.1.2并矢

3.2坐标变换

3.2.1矢量的坐标变换

3.2.2基元坐标变换矩阵

.3.2.3常用坐标变换矩阵

3.2.4并矢的坐标变换

3.3possion公式及其推广

3.4速度与加速度合成公式

3.4.1速度合成
3.4.2加速度合成

3.5用方向余弦表示的角速度

3.6飞行器质心运动的一般方程

3.6.1密歇尔斯基方程

3.6.2飞行器质心运动一般动力学方程

3.6.3飞行器转动运动一般动力学方程

3.7刚性飞行器动力学方程

3.7.1飞行器质心运动方程

3.7.2一般动坐标系中质心动力学方程

3.7.3航迹坐标系中质心动力学方程

3.7.4机体轴系中的质心动力学方程

3.7.5飞行器绕质心转动的动力学方程

3.8刚性飞行器运动学方程

3.8.1飞行器质心运动学方程

3.8.2飞行器绕质心转动运动学方程

3.9非平静大气中飞行器运动方程

3.9.1风切变概述

3.9.2有风切变时的飞行器运动方程

3.10飞机小扰动线化方程

3.10.1纵向小扰动运动方程组

3.10.2横航向小扰动运动方程组

第4章飞行控制系统

4.1飞行控制系统的发展

4.1.1飞行控制系统的发展历程

4.1.2综合飞行／推进控制

4.1. 3光传飞行控制

4.2飞机电传操纵系统

4.2.1可靠性和余度技术

4.2.2纵向单通道电传操纵系统的组成、工作原理

4.2.3电传操纵系统的优点和存在问题

第5章人—机—环系统复杂性建模

5.1驾驶员随机性建模

5.1.1驾驶员操纵过程模型

5.1.2滞后时间计算模型

5.1.3概率分布模型

5.2飞机控制系统故障模型

5.2.1飞行控制系统故障的数学描述

5.2.2传感器的故障模型

5.2.3执行器的故障模型

5.2.4系统状态的故障模型

5.3伺服控制系统典型故障分析

5.3.1四余度液压舵机伺服控制系统工作原理

5.3.2四余度液压舵机单通道伺服控制系统典型故障分析

5.4航空器安全可靠性建模与评估

5.4.1故障分类

5.4.2基于安全性的可靠性分配策略

5.4.3提高安全性途径及其评估

5.5大气紊流随机性建模

5.5.1大气紊流的假设

5.5.2大气紊流速度的相关函数和频谱函数

5.5.3大气紊流速度的模拟

5.6人机系统非线性建模

第6章低阶等效系统拟配

6.1低阶等效系统拟配概述

6.2拟配准则与拟配数学模型

6.2.1低阶等效系统的拟配准则

6.2.2纵向低阶等效系统的拟配数学模型

6.2.3横航向低阶等效系统的拟配数学模型

6.3低阶等效系统拟配方法

6.3.1最小二乘法

6.3.2极大似然法

6.3.3拟配实例

第7章人机系统稳定性分析方法

7.1人机系统稳定性概念

7.2人机系统失稳条件

7.3线性人机系统稳定性分析方法

7.3.1带宽准则

7.3.2gibson相位速率准则

7.3.3neal—smith准则

7.3.4增益、相位裕度准则

7.3.5smith—geddes准则

7.3.6gibson时域准则

7.3.7a值准则

7.4人机闭环非线性系统稳定性分析方法

7.4.1人机闭环非线性系统概述

7.4.2描述函数法

7.4.3olop准则

第8章飞行事故概率模型与飞行风险概率模型

8.1飞行事故统计指标

8.1.1飞行事故总体统计指标

8.1.2飞行事故部分统计指标

8.2飞行安全评估判据与风险评估标准

8.2.1飞行安全评估判据

8.2.2风险评价等级

8.2.3飞行风险定量评估标准

8.3基于泊松过程的飞行事故概率模型

8.4基于参数超限的风险概率模型

8.4.1运动参数超限类型

8.4.2危险程度空间划分

8.4.3运动参数的限制

8.4.4风险概率计算模型

第9章基于极值分布与基于最优化的概率评估方法

9.1基于极值分布的概率评估方法

9.1.1极值统计模型

9.1.2渐进分布类型

9.1.3分布参数估计

9.1.4拟合优度检验

9.1.5计算实例

9.2小概率事件尾部分布规律

9.2.1经验分布模型的局限性

9.2.2尾部分布规律

9.2.3数据的相对变换

9.2.4趋势逼近函数与概率评估

9.3最优化的概率评估方法
9.3.1非线性回归方法
9.3.2综合模型
9.3.3非线性优化方法
9.3.4计算实例

第10章飞行风险概率综合评估方法

10.1风险概率静态计算

10.1.1基本概率模型

10.1.2事件树模型

10.1.3风险概率计算与状态转移图

10.2基于马尔科夫过程的综合评估模型

10.2.1马尔科夫过程模型

10.2.2基于马尔科夫过程的飞行风险评估模型

10.2.3模型的求解

10.3基于马尔科夫模型的电传操纵系统安全性分析

10.3.1监控装置对飞行安全的影响

10.3.2多余度系统对飞行安全的影响

第11章基于支持向量机的飞行事故率预测

11.1统计学习理论的基本原理

11.1.1机器学习理论

11.1.2统计学习理论

11.2支持向量机算法及其实现

11.2.1线性支持向量机

11.2.2广义线性支持向量机

11.2.3核函数技巧与内积

11.2.4非线性支持向量机

11.2.5支持向量机算法的实现

11.3基于支持向量机的非线性预测模型

11.3.1回归问题与广不敏感损失函数

11.3.2支持向量机回归基本算法

11.3.3参数优化选择方法

11 3.4支持向量机用于时间序列预测建模的一般框架

11.3.5支持向量机回归预测流程

11.4基于svr的飞行事故率预测建模实例

11.4.1原始数据的选取

11.4.2svr预测模型的建立

11.4.3svr预测模型的校验

第12章人一机—环评估模型的校核与验证

12.1建模与仿真的校核、验证与确认(vva)

12.1.ivva的概念

12.1.2vva的过程

12.1.3wa中的仿真模型验证方法

12.2人—机—环系统模型的校核验证技术

12.2.1地面飞行模拟校核验证技术

12.2.2空中飞行模拟校核验证技术

12.3基于系统仿真的虚拟试飞安全性评估软件(vates)的应用实践

12.3.1软件的来源和功能

12.3.2虚拟试飞的主要思路

12.3.3虚拟试飞的主要优势

主要符号说明

参考文献