航空航天业在其开发过程中使用基于模型的系统工程已有悠久传统。多年来,已经创建了一个庞大的系统仿真模型库,随着每个新模型的开发而不断扩大。尽管如此,建模和仿真工程师更喜欢从头开始开发自己的模型,因为重复使用旧模型似乎很麻烦,导致项目中同时存在同一系统的多个仿真模型。这些多个仿真模型的开发、验证和维护不仅会产生额外成本,而且还对飞机开发构成潜在威胁,因为数据一致性更难得到保证。
版权 除非特殊情况,出版商将在互联网上保留本文档(或其可能的替代品),自出版之日起保留 25 年。文档的在线可用性意味着任何人都可以永久阅读、下载或打印单份副本供自己使用,也可以将其不加修改地用于非商业研究和教育目的。后续的版权转让不能撤销此许可。文档的所有其他用途均需征得版权所有者的同意。出版商已采取技术和行政措施来确保真实性、安全性和可访问性。根据知识产权法,作者有权在其作品被访问时被提及,如上所述,并受到保护以防止侵权。有关林雪平大学电子出版社及其出版程序和文档完整性保证的更多信息,请参阅其 www 主页:http://www.ep.liu.se/。© Marcus Johansson
指挥和控制是所有分布式战术行动(如救援行动和军事行动)的核心。它发生在一个由人类和人工制品组成的复杂系统中,力求实现共同目标。指挥和控制的复杂性来自多个方面,包括动态性、不确定性、风险、时间压力、反馈延迟和相互依赖性。基于这种复杂性,本论文探讨了指挥和控制研究中两个重要且相关的问题领域。从总体上讲,本论文试图解决指挥和控制操作员面临的问题以及相关系统开发过程中设计师面临的问题。我们研究了操作员在屏幕面积有限的地理信息系统中使用大地图时忽视整体视角的具体问题。为了解决这个问题,我们提出了高精度输入技术,以减少触摸屏系统中缩放和平移的需要,以及信息单元表示,以更好地利用可用的屏幕区域。实验研究的结果表明,所提出的输入技术与最先进的技术一样快速和准确,而无需借助缩放。此外,原型设计的结果表明,所提出的单位表示减少了屏幕上的混乱,并利用了屏幕外的单位来更好地利用宝贵的屏幕区域。开发指挥和控制系统是一项复杂的任务,有几个陷阱,包括陷入详尽的分析和对理性方法的过度依赖。在本文中,我们采用了一个面向设计的研究框架,该框架承认创造性和务实的因素来处理这些陷阱。我们的方法采用重建和探索分布式战术行动任务历史的方法作为指挥和控制分析的手段。为了支持在我们的框架内对任务历史进行探索性分析,我们提出了用于通信分析的工具和用于管理元数据(如反思、问题、假设和专家评论)的工具。通过将这些工具与来自实时战术行动的真实数据一起使用,我们表明它们可以管理大量数据、保存上下文数据、支持数据内导航、使原始数据易于访问以及加强元数据与支持原始数据之间的联系。此外,我们表明,通过使用这些工具,多位分析师、专家和研究人员可以在复杂场景的协作和探索性调查中就数据和元数据交换评论。
这项工作主要在流动实验室 (strömungslabor) 进行,流动实验和风洞都在这里进行。冰层和其他原型的部件是使用放置在不同建筑物中的快速成型机制造的。我要感谢 Müller 女士、Girichidis 先生和 Helmstädter 先生在操作这台机器方面的帮助,我还要感谢车间工作人员帮助我调整制造的部件和机翼,并借给我工具和设备。特别感谢我的主管 Gilbert 先生和他的助手 Niebergall 先生,他们在整个项目中给予了我很大的帮助。我要代表西大学感谢 Munkenberg 女士、Eriksson 先生和 Fredriksson 先生访问凯泽斯劳滕并就本报告提出有益的意见。
6 实施 35 6.1 线性 MPC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...
封面:让-莱昂·杰罗姆(Jean-Léon Gérôme)创作的《皮格马利翁与加拉蒂亚》大都会艺术博物馆藏,路易·C·雷格纳(Louis C. Raegner)捐赠,1927 年(27.200)图片版权归大都会艺术博物馆所有在希腊神话中,塞浦路斯国王皮格马利翁是一位雕塑家,他爱上了他的一位女性象牙雕像。在模型验证中,爱上你的模型是一种不可饶恕的罪过。版权所有 © Magnus Carlsson,2013 magnus.carlsson@liu.se http://www.iei.liu.se/machine/magnus-carlsson/home 早期模型验证方法 – 应用于飞行器系统仿真模型 林雪平科学与技术研究,论文编号1591 ISBN 978-91-7519-627-5 ISSN 0280-7971 LIU-TEK-LIC-2013:25 印刷:LiU-Tryck,林雪平 发行:林雪平大学 机械设计系 管理与工程系 SE-581 83 林雪平,瑞典
飞机的直接升力控制在航空工业中已经存在了几十年,但主要用于具有专用直接升力控制面的商用飞机。本论文的重点是研究直接升力控制是否适用于没有专用控制面的战斗机,例如萨博 JAS 39 鹰狮战斗机。建模系统是一种本质上不稳定的飞机,其空气动力学和有限的控制面偏转和偏转率都包含非线性。飞机的动力学围绕代表着陆场景的飞行情况线性化。然后应用直接升力控制,以提供从飞行员操纵杆输入到飞行路径角变化的更直接关系,同时还保持俯仰姿态。选择了两种不同的控制策略,线性二次控制和模型预测控制,用于实施。由于战斗机是具有快速动态的系统,因此限制计算时间非常重要。这一限制促使人们使用专门的方法来加速模型预测控制器的优化。萨博提供的非线性模拟环境中的模拟结果以及在高保真飞行模拟装置上进行的飞行员测试证明,直接升力控制对于所研究的战斗机是可行的。在控制飞行路径角时观察到足够的控制权限和性能。两种开发的控制器都有各自的优势,哪种策略最合适取决于用户的优先考虑。飞行员在着陆期间的工作量以及接地时的精度被认为与传统控制相似。
致谢 首先,我要感谢我的导师 Bahri Uzunoglu 教授和 Filippos Amoiralis 先生在我整个研究过程中给予的支持和鼓励。此外,我还要感谢 Eric Kamphues 先生给我在 MECAL Independent eXperts 进行研究的机会,以及他在我在 MECAL 期间给予的帮助。我还要感谢 MECAL Independent eXperts 和 MECAL 其他部门的所有同事,他们总是愿意回答我的问题,并用他们的知识和经验丰富我的论文。接下来,我要向我的家人表示感谢,感谢他们在我生命的最后 25 年里一直给予我爱和支持。我还要感谢乌普萨拉大学(哥特兰校区)的所有老师和工作人员,在我攻读硕士期间为我提供理论指导和个人发展做出的贡献。最后,我要感谢2012-2013风电项目管理硕士项目的每一位同学,让在维斯比的时光如此难忘,充满珍贵的时刻。
随着城市化和低碳过渡工作的预期增加,城市的规划变得越来越具有挑战性,社会需要重新考虑将来如何建立城市基础设施。人们越来越认识到,城市以下空间的使用将需要显着增强。然而,一旦转变,地下空间就成为一个永久的特征,全世界的主要大都市地区逐渐承认地下是一种有价值的,不可再生的资源,强调了对其利用的长期,全面和可持续规划的必要性。瑞典,包括斯德哥尔摩地区,具有建造地下设施的地质条件和悠久的地下传统。尽管有这些优势,但斯德哥尔摩缺乏全面的长期地下计划或策略。多年来,主要的地下项目一直受到短期需求的驱动,有可能阻碍城市景观下方的最佳使用。本文的总体目的是双重的。首先,我们探讨了与斯德哥尔摩地下相关的学术工作的新生领域。我们通过评估斯德哥尔摩市城市地下规划的当前状况和潜力来做到这一点。第二,我们试图通过确定几个不同但相关的差距和挑战来推进有关斯德哥尔摩地下的现有规划知识和实践,这些差距和挑战阻碍了城市地下空间即将整合到斯德哥尔摩地下规划未来的战略决策中。我们建议,在多个关键领域需要进一步的研究,以促进斯德哥尔摩市及其大都市地区长期城市地下使用和计划的有效性和可持续性。
无人驾驶飞行器(UAV),通常称为无人机,最近已应用于多个领域。随着无人机自主性的发展,下一代无人机应用正朝着基于团队的多无人机操作发展。这也促进了操作员角色向多架无人机的监督控制转变。态势感知(SA)是评估人类在复杂系统中表现的重要概念。本论文提出了一种人机界面,用于由单个操作员同时监控多架自主无人机,并研究如何减少不同无人机之间任务切换对操作员态势感知的影响。机队任务控制背景下的任务被定义为具有不同的紧急程度。已经总结出几种设计策略来解决研究问题。综上所述,在不同任务之间使用相似的界面布局通常可以有效降低任务切换的影响。设计合理的警报系统是减轻任务切换到更高紧急程度的任务/界面的影响的一个特定因素。此外,界面区域的合理划分和根据重要性正确呈现信息也很重要,尤其是对于任务切换到较低紧急程度的任务/界面时。