系统工程与电子技术 ›› 2021, Vol. 43 ›› Issue (11): 3259-3265.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2021.11.26

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基于模型的飞控系统安全性分析研究

柯宇航, 李艳军*, 曹愈远, 张兴成   

  1. 南京航空航天大学民航飞行学院, 江苏 南京 211106
  • 收稿日期:2020-12-04 出版日期:2021-11-01 发布日期:2021-11-12
  • 通讯作者: 李艳军
  • 作者简介:柯宇航(1997—), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为适航性、系统可靠性|李艳军(1969—), 男, 教授, 博士, 主要研究方向为飞机健康监测、诊断维护|曹愈远(1983—), 男, 讲师, 博士研究生, 主要研究方向为航空器故障诊断、运行安全风险分析与控制技术|张兴成(1996—), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为适航性、系统可靠性
  • 基金资助:
    南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金(kfjj20200725)

Research on model-based safety analysis of flight control system

Yuhang KE, Yanjun LI*, Yuyuan CAO, Xingcheng ZHANG   

  1. College of Civil Aviation, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 211106, China
  • Received:2020-12-04 Online:2021-11-01 Published:2021-11-12
  • Contact: Yanjun LI

摘要:

针对飞控系统安全性分析问题, 提出一种基于系统拓展模型(extended system model, ESM)的安全性分析方法。首先, 运用Simulink建立系统名义模型。然后, 对名义模型进行故障注入, 得到系统扩展模型, 观察故障情况下的系统响应并对系统进行安全性分析。最后, 选取操纵舵面系统(副翼/方向舵)为例。结果表明,系统故障拓展模型使得模型保持完整性和一致性, 能够模拟系统故障多状态模式, 保证了安全性分析结果的准确性和完整性。

关键词: 基于模型的安全性分析, 飞控系统, 故障注入, 系统扩展模型

Abstract:

Aiming at the problem of safety analysis of flight control system, a safety analysis method based on extended system model (ESM) is proposed. Firstly, the nominal model of the system is established by Simulink. Secondly, the fault is injected into the nominal model to obtain the ESM, and the system response under the fault condition is observed and the system safety is analyzed. Finally, taking a control surface system (ailerons/rudder) as an example. The results show that the system fault expansion model which keeps the integrity and consistency of the model, can simulate the system fault multi-state mode, and ensures the accuracy and integrity of the safety analysis results.

Key words: model-based safety analysis (MBSA), fight control system, fault injection, extended system model (ESM)

中图分类号: