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脚眼配合与跟随控制绩效的相关性研究

白东博  
【摘要】:人为因素已经成为造成飞行安全问题的主要原因之一,对航空人为因素的研究已经逐渐受到重视。飞行员通过驾驶舱内外各种视觉信息以及自身感觉等方式获取飞机状态信息,并通过飞行控制界面操纵飞机。在飞行控制的过程中,飞行员的脚眼配合能力会影响到整个飞机运行的可靠性和安全性,在驾驶舱脚蹬控制器的设计上应用人因学知识不仅可使飞机得到更高的安全水平,而且满足更高更新的人因学设计要求,这对飞机整体性能、安全性和操控品质方面是质的飞跃。脚蹬器件的设计优劣对脚与眼的配合程度造成重要的影响,在偏航状态下降落是一个典型的需要脚眼配合完成的飞行任务。本文以此为出发点,将飞行员在偏航降落飞行任务中的脚眼配合操作抽象为实验任务,从而研究脚眼配合与跟随控制绩效的相关性。通过人体动力学建模仿真找准生理信号采集部位。同时由于飞行控制的行为动作可能性太广无法穷举,本文假设人的脚眼配合行为是一个线性叠加的系统,假设脚眼的控制行为可分解为正弦波,那么更加复杂的脚眼配合行为响应就可以通过基础的脚眼配合行为响应来组成和预测,在此基础上本文构建了不同频率的正弦波视觉指示信号并开展了相关实验研究。分析结果确定了不同频率操控模式与飞行员操作绩效、肌肉疲劳和工作负荷的关系,指出了系统各项响应指标最佳的视觉信号显示频率并建立了操作绩效的线性预测模型。研究结论以及所采用的方法可以为驾驶舱脚蹬控制器设计提供参考,以及实际飞行中的疲劳控制提供数据支持,为航空领域中人体测量学补充操作绩效信息,希望能为驾驶舱优化设计提供理论基础和科学数据。


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