航空业中有很多意外事件的例子,很多时候,飞行员没有对事件做出适当的反应,从而发生事故。在一个案例中,一架比奇 95-B55 的飞行员对佐治亚州拉格兰奇一条交叉跑道上的牵引机和滑翔机感到惊讶,他做出了过度的控制输入反应。这导致随后的空气动力失速、失控和地面撞击,机上所有人员遇难(NTSB,2015 年)。不幸的是,牵引机和滑翔机飞行员都报告说,比奇飞行员的行动没有必要防止可察觉的碰撞。还有很多其他事故/事件是由意外事件引起的,例如全美航空 1016 号航班、科尔根 3407 号航班和瑞士航空 111 号航班 (NTSB,1995 年;NTSB,2010a;TSB,1998 年)。这些事件让业界了解到机组人员在压力和不确定性下权衡调整计划和程序时面临的困难,以及我们整个行业如何让机组人员准备不足以应对这些挑战 (Dekker,2001 年)。
摘要 飞行控制系统必须满足极高的功能完整性和可用性水平。控制算法由机载计算机 (OBC) 处理。为了满足机载计算机的可靠性要求,必须采用各种类型的冗余。在本文中,我们关注了用于航空航天应用的机载计算机的三重模块冗余 (TMR)。在所提出的架构中,使用指定的传感器测量控制输入和系统状态。根据获取的数据,处理单元处理任务场景和控制算法。此后,执行器将结果应用于系统。根据系统要求,使用组件级的 TMR 技术来提高 OBC 的可靠性。OBC 的所有组成模块,包括处理单元、总线接口、传感器、执行器和 IO 设备,都受益于三重冗余。案例研究表明,类似的架构用于高可靠性的客机飞行计算机,只是我们的架构基于可用的多核微控制器。对设计的机载计算机的可靠性进行了分析评估,表明所提出的 OBC 可以满足可靠性要求。关键词:机载计算机、三模冗余、可靠性
• “Vehicle Accessory Connector (RP1226) J1939 message support”, page 29 • “SAE J1939 Control Data Link (Backbone 1)”, page 41 • “SAE J2284 Diagnostic Data Link”, page 42 • “ISO 14229 Data Link”, page 42 • “Diagnostic Connector”, page 43 • “ECU Functions and Parameter Programming”, page 45 • “Engine速度控制”,第48页•“ PTO操作”,第54页•“发动机启动/关闭输入”,第56页•“发动机速度控制开始/关闭”,第58页,第58页•“ PTO发动机速度控制输入”,第60页,第60页•“发动机速度控制增加/减小输入”,第59页,第59页,第62页,第62页,第62页•第62页,第63页。 •“ BBEC(车身建设者电气中心)”,第68页•“拖车身体I/O模块(TBIOM)”,第76页•“中心机箱I/O模块(CCIOM)”,第80页,第80页•“后底盘I/O”/O模块(RCIOM)”模块”,第98页•“仪表盘”,第99页•“外部灯控制面板”,第100页•“传输电子控制单元”,第110页
15.补充说明 这项工作是在任务 AM-A-00-HRR-519 下进行的。16.摘要:在 FAA 民用航空医学研究所的可重构通用航空模拟器(配置为 Piper Malibu)中评估了一种模糊逻辑“性能控制”系统,该系统提供包络保护和对空速、垂直速度和转弯速率的直接控制。在一项飞行任务中评估了 24 个人(高飞行时间飞行员、低飞行时间飞行员、学生飞行员和非飞行员各 6 人)的表现,该任务要求参与者跟踪从起飞到着陆的 3-D 航线,由图形路径主飞行显示器表示。还使用传统控制系统收集了每个受试者的基线表现。所有参与者都操作每个系统,对其功能进行了最少的解释,并且没有接受过任何培训。结果表明,模糊逻辑性能控制减少了变量误差和超调,新手学习所需的时间更少(从达到稳定性能所需的时间可以看出),使用起来所需的努力更少(减少了控制输入活动),并且受到所有群体的青睐。
在本研究中,我们开发了一种新颖的非线性模型预测控制 (NMPC) 框架,用于控制具有可再生能源系统的建筑物的气候,以最大限度地降低电力成本。首先基于质量和能量平衡方程构建建筑物气候和可再生能源系统的非线性动态模型,包括温度、湿度、热舒适度、地热热泵和太阳能电池板。然后将非线性动态模型集成到所提出的 NMPC 框架中,该框架迭代解决非线性规划问题以生成最佳控制输入,从而最大限度地减少能源消耗和碳足迹,实现可持续发展。对位于康奈尔大学校园内的建筑物进行模拟案例研究,以展示可再生能源使用所提出的 NMPC 框架降低建筑物能耗的能力。结果表明,NMPC 框架可以有效地将总电力成本和热舒适度约束违规降至 12.9%,而不同季节的预测平均值指数违规不超过 0.2。实施电力存储组件可以将电力成本降低 19%。结果表明,使用可持续能源和 NMPC 框架的智能建筑具有更好的可持续性。
摘要 - 共享的控制方法在苛刻的任务中分配了人类操作员和机器人之间的控制,从而使协作能够利用各自的优势和专业知识。共享任务通常涉及将人类控制输入与(预算计划的辅助轨迹结合在一起的算法)的混合算法。传统的混合技术(例如线性混合)计算组合输出,但不能保证这种共享运动的可行性,也不能确保遵守安全性或与任务相关的约束。本文提议通过将混合策略作为解决最佳控制问题的解决方案来解决可行性和安全性,从而实施环境限制,任务要求和物理能力。使用模型预测控制方法来解决优化问题,并通过预测回收时间范围内的机器人运动来预测约束。我们在模拟和现实世界的拾取和地距离传统实验中评估了这种方法。实验研究将模型预测控制方法与线性混合和完整的近距离进行了比较。结果表明,新框架提供了重大改进,因为它提供了更安全,更准确和可重复的响应。
摘要本文介绍了一组新型的自主控制定律的发展,用于在填充圆柱形障碍物的工作区中导航多个迷你或微型四键。对作者的知识,这是第一次,这组控制多个四肢自主控制的控制输入是从单个Lyapunov函数中得出的。通过最小距离技术来避免圆柱障碍物,该技术允许四型四个单位避免圆柱弯曲表面上的最接近点。此外,新颖的控制器确保在每个单位时间和四个目标的盘旋运动在其目标附近展示的盘旋运动和悬停运动的近距离方向。在本文中,通过解决了四型的未成年人的范围,该论文已完全解决了四个四面体,该方案允许设计垂直起飞和着陆所需的最大转换速度以及悬停。这在有效载荷对杂技方向敏感的应用中很重要。计算机模拟使用圆柱塔模仿现实生活中的场景作为城市般环境中的障碍说明了控制器的有效性。
摘要 - 共享自主权是一种机器人控制方法,可帮助人类用户实现其预期目标,同时利用机器人自主权的精确和效率。在共享的自主权中,用户输入和自主帮助合并以有效控制机器人,而无需用户提供直接和精确的控制输入。共享自主权中的一个持续问题是如何确定用户输入和自主算法之间的仲裁。由于用户所需的帮助量的可变性,必须通过考虑用户的偏好,物理能力和专业知识来开发以用户为中心的算法来提供定制和自适应帮助。在本文中,我们提出了一种共享的自主方法,该方法在用户的任务绩效和专业水平中都可以自适应地调整运行时的帮助量。我们在辅助控制问题中验证了我们的方法,在该问题中,人用户在模拟的环境中对机器人臂进行了操作,以执行对象到达和掌握任务。结果表明,与直接近距离和仅考虑与任务相关的指标的两种基线仲裁方法相比,我们的方法协助用户实现更高的效率来完成对象到达和掌握任务。
执行摘要 本文探讨了是否有可靠的数据表明当今美国的航空安全与不明飞行物 [UAP](也称为不明飞行物 [UFO] 或飞碟)之间存在显著关系。讨论了三种已报告的 UAP 动态行为和后果,每种行为都会影响航空安全:(1) UAP 在飞机附近进行的近距离碰撞和其他高速机动,(2) 影响导航、制导和飞行控制系统的飞机上的瞬态和永久电磁效应,以及 (3) UAP 的近距离接触飞行性能导致驾驶舱分心,从而妨碍机组人员以安全的方式驾驶飞机。针对这三个主题,回顾了一百多起 UAP 与商用、私人和军用飞机之间近距离接触的记录。这些报告来自多个来源,包括作者的个人文件、美国联邦航空管理局 (FAA)、美国国家运输安全委员会 (NTSB) 和美国国家航空航天局管理的“航空安全报告系统 (ASRS)”编写的航空报告。有趣的是,所有美国政府来源都表明,飞行员根本不报告他们的 UAP 目击情况,或者,如果他们报告,他们在报告险些相撞和/或飞行中遭遇时几乎从不使用 UAP、UFO 或飞碟等术语。我的结论是:(1) 为了避免与 UAP 相撞,一些飞行员进行了控制输入,导致乘客和机组人员受伤。(2) 根据对 1950 年至 2000 年美国本土上空 UAP 飞行员报告的全面审查,得出结论,由于 UAP 表现出高度机动性,因此不存在因碰撞而对航空安全造成直接物理威胁的情况。但是,(a) 如果飞行员在极近距离接触期间在错误的时间做出错误的控制输入,仍有可能与 UAP 发生空中相撞;(b) 如果飞行员在异常电磁效应导致其发生故障时依赖其仪器,则有可能发生事故。(3) 飞行员至少在五十年前就看到并报告了有记录的 UAP 现象,但其中许多报告者要么受到嘲笑,要么被指示不要公开报告他们的目击情况。这个非机密信息交换中心应收集、分析和报告 UAP 目击事件,以持续保障航空安全并满足科学好奇心。(4) 负责任的世界航空官员应认真对待 UAP 现象,并发布明确的报告程序,无需担心遭到嘲笑、斥责或其他职业损害,并以支持科学研究的方式进行报告;(5) 航空公司应开设教学课程,向飞行员传授在 UAP 附近飞行时应执行的最佳控制程序,以及在可能的情况下应尝试收集哪些数据;(5) 应确定一个中央清算机构来接收 UAP 报告(例如 ASRS;全球航空信息网络 (GAIN))。无论 UAP 是什么,它们都可能对航空安全构成危害,应得到适当和公正的处理。
虽然可再生能源系统和模型预测控制 (MPC) 的实施可以减少不可再生能源的消耗,但使用 MPC 进行建筑气候控制的一个挑战是天气预报的不确定性。在这项工作中,我们提出了一个数据驱动的稳健模型预测控制 (DDRMPC) 框架,以解决天气预报不确定的情况下使用可再生混合能源系统进行建筑气候控制的问题。控制和能源系统配置包括供暖、通风、空调、地热热泵、光伏板和电力储存电池。从气象站收集历史天气预报和测量数据,以识别预测误差并用于不确定性集构建。数据驱动的不确定性集是使用多种机器学习技术构建的,包括带核密度估计 (KDE) 的主成分分析 (PCA)、结合 PCA 和 KDE 的 K 均值聚类以及狄利克雷过程混合模型 (DPMM)。最后,开发了一个数据驱动的稳健优化问题,以获得具有可再生能源系统的建筑物的最佳控制输入。使用康奈尔大学校园内控制带有可再生能源系统的建筑物的案例研究来展示所提出的 DDRMPC 框架的优势。