驾驶员模型参数对横航向PIO的影响研究

谭晓军，王新民，姚从潮

（西北工业大学自动化学院，陕西 西安,710129）

0 引言

对于驾驶员诱发振荡（PIO）的定义，航空界有着很多说法，MIL-STD-1797A规范中定义 PIO为：“由驾驶员致力操纵飞机而引起持久的或不可操纵的振荡。”它是人—机系统的稳定性问题，是指驾驶员在进行正常操纵时与飞机的多个独立变量之间的不良的，非故意的和非典型的人—机闭环耦合振荡现象。

上世纪40年代之前，低速飞机的飞行包线和过载包线都很有限，几乎不会出现操纵系统模态和机体模态的动态耦合，PIO问题不突出。随着科技的进步，飞机性能不断提高，在不同高度、速度和过载的情况下，要使驾驶员操纵杆力梯度保持在一个合适的范围内变得越来越困难，PIO的出现严重地影响飞机的飞行品质，甚至危及飞行安全。PIO现象的严重性越来越突出。由于PIO现象是人和飞机两个飞行安全因素同时影响的产物，自从动力飞机发明以后，不良的飞机振荡就一直存在，特别是在飞机结构越来越复杂的今天，对 PIO的研究已经成为飞行器设计、测试和操作的一个重要议题。

驾驶员诱发振荡包括纵向和横航向两个方面。由于纵向方面发生的概率较大，危险性也较大，对此国内外做了很多的研究，但是对横航向驾驶员诱发振荡的研究较少。然而近年来逐渐对横航向驾驶员诱发振荡开始重视起来，本文则是针对横航向 PIO问题进行研究，分析驾驶员模型中诱发横航向 PIO的关键参数，并通过构建闭环仿真系统进行分析，对驾驶员模型中参数设计有一定指导意义。……