【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于飞行器控制律设计，尤其涉及一种垂直起降飞行器飞行控制律需求分析方法。
技术介绍
1、地面交通趋于饱和下对未来空中交通模式的呼唤、飞行控制技术的发展、电动力能源的普及，激励电动垂直起降（electric vertical take-off and landing, evtol）飞行器的兴起和发展。在现有阶段，有人操纵的evtol飞行器仍是各国开发和局方认可的主流。飞行控制系统作为高度复杂的安全关键系统，目前越发重视研制的过程管理和追溯，加强需求管理能提高设计效率，减少设计周期和提高设计质量。传统控制律需求确认，往往依据飞行品质规范，在控制律设计完成后，结合人在环仿真进行确认和验证，以设计验证作为控制律需求确认。
2、以控制律设计验证作为其需求确认存在低效和迭代成本高等不足。对于evtol飞行器而言，其特有的运行场景和构型特点，结合固定翼和旋翼机的飞行模式使现有操纵品质规范可借鉴，但飞行模式的切换带来操纵和控制的新问题，导致目前尚无现成完整的飞行品质规范。
3、因此，对发展该类有人驾驶飞行器来说，如何操纵和需要什么操纵性能的控制律需求的研究对控制律设计很有必要。同时，在设计早期提出更为全面和合理的设计要求，以此标准设计的飞行器更容易具备期望的操纵品质。因此，进行控制律需求早期确认有助于量化任务有效性并建立对控制系统的要求，从而能够避免控制律设计后期需求指标无法满足的低效和高成本的设计迭代。
技术实现思路
1、针对现有技术中的不足，本专利技术提供了一
2、本专利技术的技术方案具体如下：
3、一种垂直起降飞行器飞行控制律需求分析方法，包括以下步骤：
4、s1、从飞行器运行场景和交互方需要出发，构建用例图模型、活动图模型、顺序图模型识别控制量、保持量和驾驶员交互的控制律功能性需求；
5、s2、对识别的功能性需求建立状态图模型，并进行场景测试以确认功能性需求；
6、s3、从功能性需求中提取性能需求指标类型，建立垂直起降飞行器期望响应模型，并配置不同的飞行品质构型；
7、s4、建立驾驶员在环的任务仿真环境，进行操纵品质评价以确认性能需求指标类型和范围。
8、优选的，所述s1中的用例图模型用于识别运行场景的任务和交互方需要，定义和组织控制律功能需求，并进行可视化；活动图模型用于定义功能流程，描述各轴向控制的功能逻辑，以此识别各轴向控制的功能需求；顺序图模型用于描述功能流程中驾驶员、控制器和执行器的细致时序变化情况，以此分解得到各轴向的驾驶员输入指令、控制量、保持量和控制策略。
9、优选的，所述s2中的状态图模型集成活动图模型和顺序图模型的信息，实现控制功能流程中的控制状态和逻辑转换的仿真。
10、优选的，所述s2中的场景测试包括对状态图模型添加测试用例，实现对状态图模型的确认；所述测试用例包括每种场景测试下的测试输入和仿真验证标准。
11、优选的，所述s3中的垂直起降飞行器期望响应模型包括：控制指令子模型、控制指令到期望的转动或平移速率响应子模型和运动学约束部分。
12、优选的，所述s4中的驾驶员在环的任务仿真环境包括：垂直起降飞行器期望响应模型、操纵器、仪表显示和仿真任务单元。
13、优选的，所述操纵器为左右驾驶杆，模拟驾驶员操纵垂直起降飞行器四个轴向所需的指令，以及指令与操纵器物理通道的匹配；所述仪表显示为任务视景，在视景平台下建立操纵任务的辅助标志，用于驾驶员的任务仿真；所述仿真任务单元进行任务仿真评价时的任务指标设计，作为驾驶员评价操纵品质的任务基准，应不超过驾驶员的操纵极限，且不能妨碍操纵品质的评价过程。
14、相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
15、1.本专利技术从顶层运行场景出发，用模块化的需求分析架构，分层级系统性地挖掘垂直起降飞行器功能性（定性）和性能性（定量）的飞行控制需求。相比于传统基于经验的控制需求设计方法，有效避免了控制需求遗漏和需求之间不协调等情况。
16、2.本专利技术针对垂直起降飞行器飞行控制的功能性需求，实现分层级、模型化的需求捕获和形式化确认，保证了顶层功能性需求定义的完整性和正确性。其中，飞行控制性能性需求从功能性需求中衍生而来。本专利技术提供了一种基于驾驶员在环的垂直起降飞行器性能性需求的任务仿真环境，以实现符合驾驶员操纵需要的操纵杆指令形式配置和该指令形式下的操纵品质确认。该性能性需求的确认过程和结果，既符合旋翼飞行器操纵品质规范，又体现了垂直起降飞行器的操纵特质。
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1.一种垂直起降飞行器飞行控制律需求分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的垂直起降飞行器飞行控制律需求分析方法，其特征在于，所述S1中的用例图模型用于识别运行场景的任务和交互方需要，定义和组织控制律功能需求，并进行可视化；活动图模型用于定义功能流程，描述各轴向控制的功能逻辑，以此识别各轴向控制的功能需求；顺序图模型用于描述功能流程中驾驶员、控制器和执行器的细致时序变化情况，以此分解得到各轴向的驾驶员输入指令、控制量、保持量和控制策略。
3.根据权利要求1所述的垂直起降飞行器飞行控制律需求分析方法，其特征在于，所述S2中的状态图模型集成活动图模型和顺序图模型的信息，实现控制功能流程中的控制状态和逻辑转换的仿真。
4.根据权利要求1所述的垂直起降飞行器飞行控制律需求分析方法，其特征在于，所述S2中的场景测试包括对状态图模型添加测试用例，实现对状态图模型的确认；所述测试用例包括每种场景测试下的测试输入和仿真验证标准。
5.根据权利要求1所述的垂直起降飞行器飞行控制律需求分析方法，其特征在于，所述S3中的垂直起降飞行
6.根据权利要求1所述的垂直起降飞行器飞行控制律需求分析方法，其特征在于，所述S4中的驾驶员在环的任务仿真环境包括：垂直起降飞行器期望响应模型、操纵器、仪表显示和仿真任务单元。
7.根据权利要求6所述的垂直起降飞行器飞行控制律需求分析方法，其特征在于，所述操纵器为左右驾驶杆，模拟驾驶员操纵垂直起降飞行器四个轴向所需的指令，以及指令与操纵器物理通道的匹配；所述仪表显示为任务视景，在视景平台下建立操纵任务的辅助标志，用于驾驶员的任务仿真；所述仿真任务单元进行任务仿真评价时的任务指标设计，作为驾驶员评价操纵品质的任务基准，应不超过驾驶员的操纵极限，且不能妨碍操纵品质的评价过程。
...【技术特征摘要】
1.一种垂直起降飞行器飞行控制律需求分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的垂直起降飞行器飞行控制律需求分析方法，其特征在于，所述s1中的用例图模型用于识别运行场景的任务和交互方需要，定义和组织控制律功能需求，并进行可视化；活动图模型用于定义功能流程，描述各轴向控制的功能逻辑，以此识别各轴向控制的功能需求；顺序图模型用于描述功能流程中驾驶员、控制器和执行器的细致时序变化情况，以此分解得到各轴向的驾驶员输入指令、控制量、保持量和控制策略。
3.根据权利要求1所述的垂直起降飞行器飞行控制律需求分析方法，其特征在于，所述s2中的状态图模型集成活动图模型和顺序图模型的信息，实现控制功能流程中的控制状态和逻辑转换的仿真。
4.根据权利要求1所述的垂直起降飞行器飞行控制律需求分析方法，其特征在于，所述s2中的场景测试包括对状态图模型添加测试用例，实现对状态图模型的确认；所述测试用例包括每种...
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