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【摘 要】随着生活水平的提高，飞机成为越来越多人选择的交通方式。飞机的安全性能与稳定性成为近几年来学术界研究的热点问题。本文以电传操纵系统作为研究对象，将国内目前现有的各大航空民机电动控制分析系统进行研究，从多工作模态技术、考虑余度总线的硬件冗余技术、非相似技术等常见控制技术总结复杂的民机电动技术中选取某民用客机，将各动态模块点加入到其中，在正常飞行情况下研究电机传动技术的可靠性和稳定性。最终通过可靠性指标计算验证该分析方法的可行性。
【关键词】民机 电传操纵系统 可靠性框图 总线
一、 民机电传可靠性技术的提高
电传操纵系统在实质上所行使的作用更加倾向于对控制系统的稳定作用。因此，应该电传操纵系统也是构成完整的控制操纵系统也是必不可少的。由于不同飞机的控制稳定功能要求不同，相关硬件设计组成的部分也是不同的。
（一）民机电传与主动控制技术分析
完整的电传控制系统对于大型客机的控制安全组成还是不够的，还需要设置降级工作模式和机械备份，根据环境情况和故障发生的可能，随时对内部工作模式进行改变，以降低性能为代价来换取飞机的安全。电传操纵系统需要根据逐级模式下系统工作模式变化进行对应的改变，在建模时必须指明其所处于的工作模态。
1.直接工作模式，当PFC中三台以上的操纵系统和ACE系统失去联系后，就直接转入该模式进行工作。直接工作模式也可以人工选择。PFC则无法进行任何操作。
2.应急机械备份工作模式，当电气系统出现问题后，内部备用子操縱机械系统的扰流片会提供一定备用电气操作源，确保飞机能够有一定的时间修复电气系统。现役多数大型民机均设计有机械备份。
（二）飞控计算机硬件余度设计
对于电传飞控系统而言飞控系统内的余度和结构设计是十分重要的。如：A320 共有 7 台飞控计算机，其中就包含了2台升降副控制计算机，2台辅助增强型控制系统和3太扰流片控制系统，每台计算机均有控制和监控两个通道。而A340和A380具有主控和副控飞行系统，和A320在控制和监测上一样都具有2个通道，如 A380 有 PFCC 和 SFCC 各 3 台。
1.将主动作器的操作面分成几个部分，每个操作部分进行单独操作控制，利用两台或三台作动器完成对整体全面的控制。
通过气动冗余设计可以将大型客机中操纵面多而单个效率低的情况进行解决，因而可利用气动冗余设计来容忍故障，增加飞行安全性。同时，由于引进了总线技术，电传操纵内所有其他主控制系统和信息数据系统都需要和主线系统进行连接。在建立电传数据的控制模型上将更加困难复杂，总线余度系统对模型设计建立分析有着重要作用。
（三）非相似技术
系统由于发生某一故障时，而导致整个系统的无法使用，而气动冗余设计可以在一定程度上避免该种情况的发生，但如果仅采用相似余度配置，可能会产生同部位的故障无法判断。此时，故障将无法被检测、隔离。将非相似设计模块融入到电机传动内部的控制，达到具有一定相异程度的余度，将其他可能产生共因情况的故障进行排除。
二、民用客机电传技术动态储备模型分析
在正常工作时间内对事故安全的概率控制情况就反映了一定的可靠性。包含在规定时间内对任务剖面的描述，其中包括任务成功或致命故障的判断准则。飞控系统以战斗机为例在正常情况下失控系数应该控制级别在 10-7，客机飞控系统的失效概率数量级为 10-9。本文所选取的数据模型建立以某民用客机为主，对其内部各模块的组成进行安全性和可靠性分析。
每个方框图代表具体的系统内部可靠性分析单元。每个单元对其下属次级单元进行二次可靠性描述，按照此种情况，我们可以做出以下几点的简要讨论和分析：
1.方框所使用的连接线并无直接可靠性数值之间的联系和产生。
2.系统的所有输入量在规定的范围内。
3.每个单元系统指标只设定正常和故障两个功能。
4.软件的模型建立应当是根据实际系统控制的模型所建立。
5.排除人为操纵技术上的失误事故产生可能。
6.相关实验设备的模型建立都是以民用客机为主，其产生故障系统在飞行过程短时间无法得到修复。
对于飞行操作员驾驶部分主要考虑杆位移部分和对应传感器。主飞行计算机民用客机的主飞控系统分别由三个相同的数据通道进行工作，每个通道有 3 个非相似的支路，支路通道之间和总线控制系统保持连接。其结构见图，其主飞控具有3x3余度。
三、结论
本文通过对大型民用客机中的各项电机传动系统中的各模块单元进行单独研究分析，理清电传操纵系统各单元的动态稳定及相互之间的关联，对其内部可能会对可靠性产生影响的因素进行分析：主飞控计算机与作动器，将民用客机主飞控系统和总线之间的关系进行分析和数据。在数据模型建立中，观察在正常飞行情况的安全性和可靠性情况。通过具体计算方式提高飞行数据中可靠性，与实际相符，验证了该分析方法的可行性。最后对国内用于监测电机传动软件进行了简单的评价和讨论。综上所述，本文从理论依据、建模方法及评估软件具体的根据我国的民机电传主动控制技术和系统稳定性做出了比较完整的研究和分析。
参考文献：
[1]王立新；适航性条例、飞行品质规范和设计准则[J]；飞行力学；2000年02期.
[2]张翔伦；李哲；；基于适航标准的飞控系统设计要求分析[A]；大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C]；2007年.
[3]张明峰；高亚奎；陈宗基；张平；；民机飞行品质适航性评估研究[A]；大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C]；2007年.
【关键词】民机 电传操纵系统 可靠性框图 总线
一、 民机电传可靠性技术的提高
电传操纵系统在实质上所行使的作用更加倾向于对控制系统的稳定作用。因此，应该电传操纵系统也是构成完整的控制操纵系统也是必不可少的。由于不同飞机的控制稳定功能要求不同，相关硬件设计组成的部分也是不同的。
（一）民机电传与主动控制技术分析
完整的电传控制系统对于大型客机的控制安全组成还是不够的，还需要设置降级工作模式和机械备份，根据环境情况和故障发生的可能，随时对内部工作模式进行改变，以降低性能为代价来换取飞机的安全。电传操纵系统需要根据逐级模式下系统工作模式变化进行对应的改变，在建模时必须指明其所处于的工作模态。
1.直接工作模式，当PFC中三台以上的操纵系统和ACE系统失去联系后，就直接转入该模式进行工作。直接工作模式也可以人工选择。PFC则无法进行任何操作。
2.应急机械备份工作模式，当电气系统出现问题后，内部备用子操縱机械系统的扰流片会提供一定备用电气操作源，确保飞机能够有一定的时间修复电气系统。现役多数大型民机均设计有机械备份。
（二）飞控计算机硬件余度设计
对于电传飞控系统而言飞控系统内的余度和结构设计是十分重要的。如：A320 共有 7 台飞控计算机，其中就包含了2台升降副控制计算机，2台辅助增强型控制系统和3太扰流片控制系统，每台计算机均有控制和监控两个通道。而A340和A380具有主控和副控飞行系统，和A320在控制和监测上一样都具有2个通道，如 A380 有 PFCC 和 SFCC 各 3 台。
1.将主动作器的操作面分成几个部分，每个操作部分进行单独操作控制，利用两台或三台作动器完成对整体全面的控制。
通过气动冗余设计可以将大型客机中操纵面多而单个效率低的情况进行解决，因而可利用气动冗余设计来容忍故障，增加飞行安全性。同时，由于引进了总线技术，电传操纵内所有其他主控制系统和信息数据系统都需要和主线系统进行连接。在建立电传数据的控制模型上将更加困难复杂，总线余度系统对模型设计建立分析有着重要作用。
（三）非相似技术
系统由于发生某一故障时，而导致整个系统的无法使用，而气动冗余设计可以在一定程度上避免该种情况的发生，但如果仅采用相似余度配置，可能会产生同部位的故障无法判断。此时，故障将无法被检测、隔离。将非相似设计模块融入到电机传动内部的控制，达到具有一定相异程度的余度，将其他可能产生共因情况的故障进行排除。
二、民用客机电传技术动态储备模型分析
在正常工作时间内对事故安全的概率控制情况就反映了一定的可靠性。包含在规定时间内对任务剖面的描述，其中包括任务成功或致命故障的判断准则。飞控系统以战斗机为例在正常情况下失控系数应该控制级别在 10-7，客机飞控系统的失效概率数量级为 10-9。本文所选取的数据模型建立以某民用客机为主，对其内部各模块的组成进行安全性和可靠性分析。
每个方框图代表具体的系统内部可靠性分析单元。每个单元对其下属次级单元进行二次可靠性描述，按照此种情况，我们可以做出以下几点的简要讨论和分析：
1.方框所使用的连接线并无直接可靠性数值之间的联系和产生。
2.系统的所有输入量在规定的范围内。
3.每个单元系统指标只设定正常和故障两个功能。
4.软件的模型建立应当是根据实际系统控制的模型所建立。
5.排除人为操纵技术上的失误事故产生可能。
6.相关实验设备的模型建立都是以民用客机为主，其产生故障系统在飞行过程短时间无法得到修复。
对于飞行操作员驾驶部分主要考虑杆位移部分和对应传感器。主飞行计算机民用客机的主飞控系统分别由三个相同的数据通道进行工作，每个通道有 3 个非相似的支路，支路通道之间和总线控制系统保持连接。其结构见图，其主飞控具有3x3余度。
三、结论
本文通过对大型民用客机中的各项电机传动系统中的各模块单元进行单独研究分析，理清电传操纵系统各单元的动态稳定及相互之间的关联，对其内部可能会对可靠性产生影响的因素进行分析：主飞控计算机与作动器，将民用客机主飞控系统和总线之间的关系进行分析和数据。在数据模型建立中，观察在正常飞行情况的安全性和可靠性情况。通过具体计算方式提高飞行数据中可靠性，与实际相符，验证了该分析方法的可行性。最后对国内用于监测电机传动软件进行了简单的评价和讨论。综上所述，本文从理论依据、建模方法及评估软件具体的根据我国的民机电传主动控制技术和系统稳定性做出了比较完整的研究和分析。
参考文献：
[1]王立新；适航性条例、飞行品质规范和设计准则[J]；飞行力学；2000年02期.
[2]张翔伦；李哲；；基于适航标准的飞控系统设计要求分析[A]；大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C]；2007年.
[3]张明峰；高亚奎；陈宗基；张平；；民机飞行品质适航性评估研究[A]；大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C]；2007年.