Интерактивная оптимизация форматов индикатора на лобовом стекле современных самолетов

• Автор: Гуреев, Владимир Олегович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 249 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

ГЛАВА 1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

СИСТЕМ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ ЛА

1.1. Проблемы и задачи разработки систем отображения информации СОИ ЛА

1.2. Математические методы проектирования.

1.3. Экспериментальные методы проектирования

1.3.1. Метод экспертного оценивания.

1.3.2. Метод виртуального прототипирования

1.4. Существующие методы нахождения математических моделей

1.4.1. Структурнопараметрическая идентификация математических моделей движения самолетов
1.4.2. Принципы выбора структуры математической модели движения самолета как сложной технической системы .
1.5. Техническая постановка решаемой задачи.
1.6. Математическая постановка задачи.
ГЛАВА 2. ИДЕНТИФИКАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ УПРАВЛЯЮЩЕЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЛЕТЧИКА
2.1. Математическая модель управляющей деятельности летчика по формированию пространственной траектории модель первого уровня.
2.1.1. Нелинейная оптимальная модель эргатической системы.
2.1.2. Пример решения задачи оптимального наведения Л А.
2.1.3. Программа решения задачи оптимального наведения ЛА и исследования управляющей деятельности летчика
2.1.4. Задача идентификации математической модели управляющей деятельности летчика по формированию траектории пространственного движения ЛА
2.1.5. Программа просмотра траекторий движения ЛА, полученных с помощью программы, реализующей модель управляющей деятельности летчика по формированию пространственной траектории модель
первого уровня
2.2. Математическая модель управляющей деятельности по стабилизации траектории пространственного движения ЛА
модель второго уровня
2.2.1. Линейная оптимальная модель эргатической системы .
2.2.2. Программа оптимальной стабилизации траектории на основе линейной оптимальной модели эргатической системы.
2.2.3. Программа просмотра результатов моделирования математической модели управляющей деятельности летчика по стабилизации траектории модель второго уровня
2.2.4. Задача идентификации математической модели управляющей деятельности летчика по стабилизации траектории пространственного движения ЛА.
2.2.5. Экспериментальное нахождение модели оптимального поведения человекаоператора
ГЛАВА 3. ИДЕНТИФИКАЦИЯ МОДЕЛИ ЗРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКАОПЕРАТОРА.
3.1. Особенности функционирования зрительной системы
человека.
3.2. Модель зрительной системы человека на основе порогового фильтра средних пространственных частот
3.3. Модель зрительной системы человека, учитывающая цветовое восприятие.
3.4. Методика идентификация модели зрительной системы человекаоператора .
3.5. Результаты идентификация модели зрительной системы человекаоператора .
3.5.1. Примеры изображений индикатора ИЛС при различных малых временах восприятия информационной картины.
3.5.2. Анализ экспериментальных данных для идентификации модели зрительной системы.
3.6. Исследование влияния фонового рисунка на восприятие информационной картины ИЛС
3.6.1. Сравнительный анализ влияния фильтрации на различные типы фоновых рисунков.
3.6.2. Идентификация модели зрительной системы с учетом фонового рисунка.
3.7. Описание программы Vi x
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ СТЕНДА ВИРТУАЛЬНОГО ПРОТОТИПИРОВАНИЯ В ЗАДАЧАХ ИДЕНТИФИКАЦИИ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
4.1. Назначение стенда виртуального прототипирования моделирующего комплекса
4.2. Роль стенда виртуального прототипирования в данной исследовательской работе
4.3. Структура и состав стенда виртуального прототипирования.
4.4. Имитация приборной доски ЛА как элемента информационноуправляющсго поля кабины ИУП
4.5. Особенности построения подсистемы генерации закабинной обстановки
4.5.1. Конструктивные особенности.
4.5.2. Особенности программного обеспечения визуализации .
4.6. Технология разработки объектов трехмерной модели местности реальных регионов земной поверхности
4.6.1. Использование космических снимков.
4.6.2. Использование аэрофотоснимков.
4.6.3. Использование геоинформационных систем
4.7. Оптимизация производительности подсистем стенда моделирования
4.7.1. Оптимизация производительности ПО подсистемы визуализации.
4.7.2. Оптимизация производительности локальной сети моделирующего стенда
ГЛАВА 5. ОПТИМИЗАЦИЯ ИНДИКАТОРА НА ЛОБОВОМ СТЕКЛЕ С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЛЕКСА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ КОНТУРА РУЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЛА
5.1. Математическая постановка задачи оптимизации микрокомпоновки ИЛС
5.2. Схема решения задачи оптимизации изображения ИЛС
5.3. Результаты оптимизации формата ИЛС для режима навигации.
5.3.1. Оптимизация формата ИЛС с учетом ошибок восприятия только по шкале воздушной скорости
5.3.2. Оптимизация формата ИЛС с учетом ошибок восприятия по всем шкалам
5.4. Описание структуры комплекса Программное обеспечение исследователя средств электронной индикации .
5.5. Программа оптимизации форматов средств электронной индикации i 1.0.
Заключение.
Список литературы


А без него летчики упускают некоторые детали, которые в реальных условиях могут оказать существенное влияние на процесс восприятия информации, а следовательно, на качество процесса пилотирования ЛА. Особенно это важно при выполнении полетов в критических режимах или в режимах применения средств вооружения. Метод виртуального прототипирования. В настоящее время это самый новый, а в месте с тем самый популярный и перспективный метод проектирования любых подсистем ЛА во всем мире. С помощью данного метода в США ведется проектирование самолета пятого поколения ДЕ. Применительно к разработке СОИ данный метод представляет собой разновидность метода экспертной оценки. Однако требует построения экспериментальных процедур, которые имитируют процессы управления летчиком ЛА, максимально приближенные к реальности. Изза этого качество оценивания значительно выше, по сравнению с предыдущим методом. Само понятие прототипирование означает создание некоего прототипа проектируемого устройства, в случае с СОИ индикатора. Слово виртуальное означает, что создается индикатор не конструктивно, в виде некоторого устройстваимитатора, а с помощью средств современной компьютерной графики и высокоуровнего программирования. Поэтому виртуальный прототип это графически имитируемое компьютером на экране монитора изображение проектируемого прибора. Но изображение это не статичное. С помощью компьютера воссоздается полнофункциональный электронный макет прибора. Этот макет существует не сам по себе. Он включается в единое информационное пространство полунатурного стенда и участвует в информационном обмене с имитируемыми системами ЛА. Выполняя конкретную задачу на стенде, летчик в процессе управления может оценить удобство формата индикатора удобство выбранного цвета, масштабов шкал, размещения элементов индикации с учетом полноты информационного пространства, в котором он находится. Обстановка, окружающая его при работе на стенде, максимально приближена к реальной. Поэтому летчик может более полно оценить добротность того или иного индикатора, проверить удобство логики перехода из режима в режим, оценить качество индикатора при реализации им своих функциональных возможностей например, оценивание удобства изображения элементов ИЛС при ведении захвата и сопровождения воздушной цели с применением ракет. Применительно к разработке авиационных систем ЛА данный метод позволяет значительно сократить временные затраты на проектирование конечного прибора. Модели самолета, обстановки, информационных систем, и др. В конечном итоге на момент изготовления опытного образца прибора разработчик имеет максимально оглаженный продукт. Уже такое готовое изделие он опять может испытать проверить на том же полунатуриом стенде. Цикл разработки изделия с применением данного метода значительно сокращается. Отработка идеологии построения ядра КБО, структуры, логики, индикации, протоколов, алгоритмов. Рис. Итак, использование данного метода при проектировании и исследовании качества форматов индикаторов подразумевает построение полунатурного стенда ,. Данный стенд представляет собой единую имитационную среду рис. ЛА, реальная или имитируемая кабина, высококачественная система генерации закабинной обстановки. Описание проблем и задач, решаемых подобными стендами, их структура, различные варианты реализации подсистем подробно приведены в главе 4. Стенд может также содержать систему имитации внешних нагрузок, с помощью которой имитируется воздействие на летчика ускорений и перегрузок при совершении маневров. На рис. На данные панели приборной доски выводятся с помощью компьютерной графики имитируемые форматы приборов и индикаторов. Система визуализации в гаком стенде должна максимально имитировать внешнюю закабинную обстановку. Такое точное воссоздание, максимально приближенное к реальности, информационной обстановки, окружающей летчика, позволяет ему воспринимать индикатор с учетом различных факторов, проявляющихся в реальной обстановке. Это позволяет учитывать множество нюансов при проектировании и исследовании СОИ, что улучшает качество конечного варианта формата изображения индикатора.