[发明专利]多模态复杂自动飞行控制系统的人机交互方法

说明书

一种多模态复杂自动飞行控制系统的人机交互方法，属于自动飞行控制系统设计技术领域。为解决飞行员能够通过AFCS的模态控制显示界面就可以直观判断出各个功能模态能否正常工作的的问题，本发明提供一种多模态复杂自动飞行控制系统的人机交互方法：数据采集和处理；进行是否允许模态接通的判定；进行是否接通模态的判定；模态转移和退出的判定；控制律算法调用模块；飞行参数监控；信息综合和显示。本发明改善了当前飞机自动飞行控制系统各功能模态人机交互不友好的实际情况。

技术领域

本发明属于自动飞行控制系统设计技术领域，涉及一种多模态复杂自动飞行控制系统的人机交互方法。

背景技术

目前波音系列、空客系列以及国内飞机的自动飞行控制系统(以下简称“AFCS”)工作时，控制模态的接通和退出逻辑普遍采用以下两种方式：方式一、AFCS接收到模态请求后，先激活对应模态，然后再判定是否满足模态的接通条件；方式二、AFCS接收到模态请求后，先判定是否满足模态的接通条件，如果满足则接通，如果不满足则不响应飞行员的模态请求。

方式一的缺点是：AFCS接收到模态请求时，如果此时信号失效、交联设备故障等原因不满足模态的接通条件，但AFCS仍会接通模态，并输出控制指令，然后再根据监控出的故障信息，退出接通的模态，并产生告警。这个过程非常短暂，且会导致飞机产生无法预期的瞬态响应，对飞行安全又一定的影响。

方式二的缺点是：AFCS接收到模态请求后，先判定是否满足模态的接通条件，如果此时信号失效、交联设备故障等原因不满足模态的接通条件，则AFCS会拒绝执行飞行员的指令，且无任何告警信息输出。此时，飞行员无法通过直观的方式判断出AFCS未准确执行指令的原因，人机交互界面不友好。

为解决方式一和方式二的缺点，提出了基于有限状态机原理的多模态复杂自动飞行控制系统的人机交互方法。

发明内容

发明目的：提供一种让飞行员能够通过AFCS的模态控制显示界面就可以直观判断出各个功能模态能否正常工作的人机交互设计方法。

技术方案：

一种多模态复杂自动飞行控制系统的人机交互方法，其特征在于：

第一步：数据采集和处理

1.1采集模态工作所需外部数据，判定外部数据的有效性

采集自动飞行控制系统某模态(例如：GJB2191-94中的高度保持模态，在RTCA DO-325中为Altitude Hold Mode)工作所需外部数据，并判定外部数据的有效性。如果以下条件(包括但不限于)均满足，则判定该模态所需外部数据的有效性为“有效”：

a.该模态工作所需交联的设备发送给自动飞行控制系统的设备良好标志位为“良好”；

b.该模态工作所需交联的设备与自动飞行控制系统间通讯链路的检测结果为“良好”；

c.该模态工作所需外部数据的刷新标志位状态为“刷新”；

d.该模态工作所需外部数据的当前值未超出接口控制文件预先规定的参数范围；

如果以上条件有1条和/或1条以上不满足，且持续时间超出了外部数据监控的时间门限，则判定该模态所需外部数据的有效性为“无效”；

此外，采集飞行员和机载指令系统下发给自动飞行控制系统的指令；

1.2采集模态工作所需内部变量上一运行周期的信息

如果当前运行周期是自动飞行控制系统上电后的首个运行周期，则将上电初始化数据作为内部变量上一运行周期的结果；如果当前运行周期不是自动飞行控制系统上电后的首个运行周期，则采集上一运行周期的结果(例如：高度保持模态的接通/退出标志位等)；