机载系统数字化集成平台的设计和实现

1

作者 万胜来 王闯 +2 位作者 李阳 张博林 毛恒熙 《指挥控制与仿真》 2024年第5期132-138,共7页

为应对机载系统日趋复杂化、综合化带来的系统间联合仿真难度大的问题,提出了适用于多种模型的机载系统数字化集成架构,采用虚拟总线和异构模型适配器技术,开发了能完成多类不同模型数字化集成的软件平台。以某飞机型号的风速系统模型... 为应对机载系统日趋复杂化、综合化带来的系统间联合仿真难度大的问题,提出了适用于多种模型的机载系统数字化集成架构,采用虚拟总线和异构模型适配器技术,开发了能完成多类不同模型数字化集成的软件平台。以某飞机型号的风速系统模型为验证案例,对该平台和商业化原生模型开发软件进行了对比实验,验证了该平台的准确性;构建了包含PDF显示模型、MFD显示模型、ND显示模型、发动机参数采集物理设备、风速模型和视景显示软件的显控处理设备联合模型,对平台进行了模型集成功能实验,验证了该平台的机载模型集成的有效性。 展开更多

关键词 机载系统 虚拟集成 仿真 基于模型的设计

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基于工业互联网的机载系统协同研发研究

2

作者 罗杰 牟明 郭雨枫 《航空计算技术》 2024年第3期130-134,共5页

我国民机机载产业的发展已进入由价值链低端向高端战略转型的关键时期,推进工业互联网的应用、实现机载产业数字化转型是一种不可避免的趋势。运用系统工程的方法,剖析了民机机载产业在发展过程中对工业互联网的深层次需求。通过引入体... 我国民机机载产业的发展已进入由价值链低端向高端战略转型的关键时期,推进工业互联网的应用、实现机载产业数字化转型是一种不可避免的趋势。运用系统工程的方法,剖析了民机机载产业在发展过程中对工业互联网的深层次需求。通过引入体系架构方法论确立了一套适合民机机载产业特点的工业互联网体系架构。在此基础上,提出了一种基于工业互联网平台的复杂机载系统协同研发模式,有望极大提高研发效率。同时,总结了该模式在实际工程应用中的表现和成效,对比了传统研发流程,展示了其优势所在。最后,针对在推进过程中遇到的问题和挑战,提出了有针对性的建议和对策,旨在为我国民机机载产业的转型升级提供参考。 展开更多

关键词 工业互联网 民机产业 机载系统 系统工程 协同研发

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涌现性视角下机载系统人机交互安全性分析 被引量：3

3

作者 赵长啸 李浩 +1 位作者 张伟 董磊 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期113-120,共8页

为解决航电系统新技术应用带来的人机交互行为风险难以被现有安全性评估方法覆盖的问题,梳理航电系统人机交互适航要求,基于涌现性视角构建机载系统层次化涌现模型,引入系统理论过程分析(STPA)方法,识别与分析不安全控制行为(UCA),形成... 为解决航电系统新技术应用带来的人机交互行为风险难以被现有安全性评估方法覆盖的问题,梳理航电系统人机交互适航要求,基于涌现性视角构建机载系统层次化涌现模型,引入系统理论过程分析(STPA)方法,识别与分析不安全控制行为(UCA),形成人机交互风险安全性分析流程,以进近过程中机载平视显示系统的人机交互行为为案例,完成人机交互任务分解。结果表明:基于涌现性视角,通过构建安全控制结构可以有效地识别机载系统人机交互风险,针对各风险致因因素提出缓解措施可以在系统设计阶段有效降低风险影响。 展开更多

关键词 涌现性 机载系统 人机交互 系统理论过程分析(STPA) 风险识别

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基于边缘计算环境的分布式机载仿真系统设计 被引量：1

4

作者 王闯 贺莹 万胜来 《航空计算技术》 2022年第5期114-118,共5页

虚拟仿真系统是民用飞机系统正向设计及集成验证的重要工具,可有效降低物理测试成本,提升系统可靠性与安全性。针对民机系统仿真的异地协同和实时计算性能有限等问题,提出一种基于边缘计算的“云边端”仿真系统模型及分布式仿真物联网... 虚拟仿真系统是民用飞机系统正向设计及集成验证的重要工具,可有效降低物理测试成本,提升系统可靠性与安全性。针对民机系统仿真的异地协同和实时计算性能有限等问题,提出一种基于边缘计算的“云边端”仿真系统模型及分布式仿真物联网络的构建方法;设计了一种支持多元仿真节点间通过点点、广播及订阅/发布模式进行数据交互的通用信息服务总线,构建了一种基于边缘计算环境的支持民机机载系统跨地域协同的通用仿真设计框架。针对B737-800的典型起飞场景建立分布式仿真原型系统,验证了所提出的仿真框架及分布式仿真系统的有效性。 展开更多

关键词 边缘计算 虚拟仿真 模型集成 信息服务总线 分布式仿真

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基于工具服务历史的机载软件工具鉴定方法

5

作者 刘兆辉 陆敏敏 杨爱民 《航空计算技术》 2024年第1期99-102,共4页

目前,随着各类工具在国内民机机载软件研制中的大量使用,软件研制团队在软件开发过程中,不仅要考虑机载软件的适航审定要求,也要考虑所用工具的鉴定要求。以DO-178C和DO-330标准为基础,介绍了判断工具是否需要鉴定的流程、确定工具鉴定... 目前,随着各类工具在国内民机机载软件研制中的大量使用,软件研制团队在软件开发过程中,不仅要考虑机载软件的适航审定要求,也要考虑所用工具的鉴定要求。以DO-178C和DO-330标准为基础,介绍了判断工具是否需要鉴定的流程、确定工具鉴定等级的方法、工具鉴定的生命周期以及工具鉴定的利益相关方和职责,并分析和研究了工具服务历史方法在机载软件工具鉴定中的应用,说明了对工具服务历史进行评估的要求和活动。最后,通过项目实例证明基于工具服务历史方法进行机载软件工具鉴定是可行的。 展开更多

关键词 机载软件 工具鉴定 服务历史 工具鉴定等级

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基于隐私计算的数智化平台架构设计及关键技术探究

6

作者 张再峰 《中国信息界》 2024年第1期115-118,共4页

引言本文从进一步发挥数据要素的价值出发,结合隐私计算、联邦学习等关键技术应用,对基于隐私计算的数智化平台架构设计进行了探究,从设计目标、设计原则和关键技术出发,通过数据计算、数据管理和数据服务等功能模块设计,实现了平台功能... 引言本文从进一步发挥数据要素的价值出发,结合隐私计算、联邦学习等关键技术应用,对基于隐私计算的数智化平台架构设计进行了探究,从设计目标、设计原则和关键技术出发,通过数据计算、数据管理和数据服务等功能模块设计,实现了平台功能,并对平台的应用场景进行了探究。 展开更多

关键词 隐私计算 数据管理 平台架构设计 数据服务 应用场景 功能模块 技术探究 平台功能

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基于通用接口适配器的半实物仿真系统设计与实现 被引量：3

7

作者 李阳 王闯 +1 位作者 田莉蓉 邹方林 《指挥控制与仿真》 2023年第4期111-117,共7页

针对航空领域通用接口半实物仿真环境的应用需求,在构建虚拟集成与仿真验证平台的基础上,提出了基于ARINC664接口适配器的半实物仿真系统的实现方法。以ARINC664接口适配器的工作原理为牵引,明确半实物仿真系统的设计原理和方法,搭建半... 针对航空领域通用接口半实物仿真环境的应用需求,在构建虚拟集成与仿真验证平台的基础上,提出了基于ARINC664接口适配器的半实物仿真系统的实现方法。以ARINC664接口适配器的工作原理为牵引,明确半实物仿真系统的设计原理和方法,搭建半实物仿真验证环境,并基于北斗定位处理机的硬件在环仿真场景对系统进行验证测试,结果表明,系统的设计与实现是正确、合理的。 展开更多

关键词 半实物仿真平台 ARINC664接口适配器 集成仿真 硬件在环 虚拟集成与仿真验证

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基于T1020处理器的多核操作系统启动原理探究 被引量：3

8

作者 朱守园 田川 《航空计算技术》 2022年第2期82-85,共4页

多核操作系统是多核处理器广泛应用过程中的关键软件,而多核操作系统的引导程序又是多核操作系统正常运行的前提条件。针对T1020多核处理器,研究了多核操作系统的启动原理。介绍了T1020多核处理器的硬件资源。对多核操作系统的启动原理... 多核操作系统是多核处理器广泛应用过程中的关键软件,而多核操作系统的引导程序又是多核操作系统正常运行的前提条件。针对T1020多核处理器,研究了多核操作系统的启动原理。介绍了T1020多核处理器的硬件资源。对多核操作系统的启动原理进行了研究,并详细介绍了主核和从核的启动流程。此外,在T1020处理器上实现了多核操作系统的引导程序并成功启动多核操作系统。在此基础上提出了两种测试多核操作系统成功启动的方法并给出了测试结果。 展开更多

关键词 T1020 VXWORKS 多核处理器 多核操作系统 引导程序

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电液伺服系统的预设性能自适应抗扰控制 被引量：2

9

作者 田川 刘鹏博 +1 位作者 刘灿 王闯 《机床与液压》 北大核心 2022年第14期76-84,共9页

针对电液伺服系统中的扰动抑制问题,提出一种预设性能自适应抗扰控制器。在所提出的控制架构中,针对所考虑的电液伺服系统动态模型设计一种自适应扩张状态观测器,对系统中所存在的内外集总干扰进行估计,并利用自适应的形式动态调节观测... 针对电液伺服系统中的扰动抑制问题,提出一种预设性能自适应抗扰控制器。在所提出的控制架构中,针对所考虑的电液伺服系统动态模型设计一种自适应扩张状态观测器,对系统中所存在的内外集总干扰进行估计,并利用自适应的形式动态调节观测器增益。设计一种预设性能的自适应反步控制器补偿干扰,并控制系统输出误差在预期的区间内收敛。在反馈控制器的设计中,利用神经网络逼近未补偿扰动及虚拟控制律的导数。利用Lyapunov理论分析系统的稳定性。通过仿真试验验证所提方法的有效性,并与传统控制方法进行比较。结果表明:所提出的控制方法具有更好的伺服和抗扰性能。 展开更多

关键词 扩张状态观测器 抗干扰控制 自适应控制 预设性能 电液伺服系统

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舵机电液伺服加载系统复合抗扰控制及仿真 被引量：1

10

作者 王闯 牛文生 +1 位作者 李阳 贺莹 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第4期475-484,共10页

为了解决飞机舵机电液加载系统的多余力控制问题,以及其性能受到干扰的影响问题,提出了一种基于数据驱动的包含反馈控制器和前馈控制器的复合抗扰控制方法。首先,设计了一种线性自抗扰控制器(LADRC),利用扩张状态观测器(ESO)对系统的不... 为了解决飞机舵机电液加载系统的多余力控制问题,以及其性能受到干扰的影响问题,提出了一种基于数据驱动的包含反馈控制器和前馈控制器的复合抗扰控制方法。首先,设计了一种线性自抗扰控制器(LADRC),利用扩张状态观测器(ESO)对系统的不确定性与所受的多源干扰进行了估计,采用干扰补偿器和反馈控制器对干扰进行了抑制,进而保证了系统的闭环控制性能;接着,通过前馈控制器的调节,提升了系统的暂态和稳态性能;采用了基于数据的带约束的迭代反馈调节方法,通过输入输出试验数据,对控制参数进行了优化,以整定复合抗扰控制器的参数;最后,通过MATLAB/Simulink和AMESim进行了联合仿真,以验证基于数据驱动的复合抗扰控制方法的有效性。研究结果表明:相比于PID控制器,在阶跃响应下,经过迭代反馈调节(IFT)优化的复合抗扰控制方法调节时间缩短了52%,超调缩小了62%,稳态误差降低了20%;相较于传统PID控制方案,在阶跃响应和正弦指令力信号下,基于数据驱动的复合抗扰控制方法系统跟踪误差分别缩小了约32%和73%。 展开更多

关键词 电液伺服系统 数据驱动 线性自抗扰控制器 扩张状态观测器 抗干扰控制 迭代反馈调节 鲁棒性

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面向重构的IMA系统可靠性分析方法研究 被引量：2

11

作者 王闯 牟明 谭伟伟 《航空计算技术》 2021年第5期114-118,共5页

针对新一代航空电子系统可重构、高度综合、可扩展、可移植的特点及高可靠性要求,采用基于模型的系统工程方法,从可重构IMA系统的可靠性分析入手研究IMA系统的可靠性保障机制,提供可重构IMA系统可靠性分析的方法。旨在探索基于模型的系... 针对新一代航空电子系统可重构、高度综合、可扩展、可移植的特点及高可靠性要求,采用基于模型的系统工程方法,从可重构IMA系统的可靠性分析入手研究IMA系统的可靠性保障机制,提供可重构IMA系统可靠性分析的方法。旨在探索基于模型的系统工程方法在复杂系统可靠性工程中的应用,提出了基于模型的可重构IMA系统可靠性分析方法,对方法中基于模型的IMA系统可靠性建模技术、固定配置IMA系统可靠性分析技术及重构IMA系统可靠性分析技术等关键技术进行了讨论,并介绍了以上方法在实际工程实践中的应用情况。 展开更多

关键词 航空电子系统 基于模型的系统工程 重构 可靠性

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通用处理模块的功能FMEA技术应用研究 被引量：1

12

作者 冯思宇 牛文生 +1 位作者 徐世军 许政 《航空计算技术》 2023年第5期115-119,共5页

通用处理模块(General Processing Module,GPM)是集成模块化系统的核心,用于实现系统的数据处理功能。GPM的可靠性是保证其效能的前提和基础,应与功能、性能等技术指标一样在模块研制过程中予以重视,为此很有必要开展GPM故障模式与影响... 通用处理模块(General Processing Module,GPM)是集成模块化系统的核心,用于实现系统的数据处理功能。GPM的可靠性是保证其效能的前提和基础,应与功能、性能等技术指标一样在模块研制过程中予以重视,为此很有必要开展GPM故障模式与影响分析。研究了故障模式及影响分析(FMEA)的分析方法及流程,以GPM中的电源管理单元为例,对其进行功能FMEA技术的应用研究,识别故障模式及设计中的薄弱环节,优化设计方案,提高GPM的可靠性和安全性,为后续机载产品开展FMEA工作提供参考。 展开更多

关键词 故障模式与影响分析 通用处理模块 薄弱环节 可靠性

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基于故障耦合模型的增强飞行视景系统形式化建模与分析

13

作者 伍小辉 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2022年第1期105-110,共6页

增强飞行视景系统(EFVS)作为机载复杂电子系统,其常规失效分析复杂易出错。基于此,引入形式化建模概念,提出了一种基于故障耦合模型的EFVS形式化建模方法。通过EFVS功能交互模型,明确系统失效传播模式;对该系统的架构和数据流进行抽象,... 增强飞行视景系统(EFVS)作为机载复杂电子系统,其常规失效分析复杂易出错。基于此,引入形式化建模概念,提出了一种基于故障耦合模型的EFVS形式化建模方法。通过EFVS功能交互模型,明确系统失效传播模式;对该系统的架构和数据流进行抽象,分层建立该系统的故障耦合形式化模型;引入模型检验工具对系统模型进行验证,并结合典型的系统失效状态进行自动化运算,获取该失效状态的故障树最小割集。结果表明,所提方法自动化程度高,有助于提高EFVS失效分析过程的效率。 展开更多

关键词 模型检验 EFVS 故障耦合 形式化方法 基于模型的安全性分析

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综合显示系统显示器动态重构建模及可靠性分析

14

作者 谭伟伟 王闯 +2 位作者 田川 郭强 冯思宇 《长江信息通信》 2021年第12期12-16,共5页

随着民用机载技术的发展,动态可重构技术已逐渐成为提高机载系统设计可靠性、安全性的关键。然而,随着该技术的引入,动态重构系统的模型建立以及可靠性分析问题日益突显。文章通过分析综合显示系统显示器的动态重构过程,建立Simulink/St... 随着民用机载技术的发展,动态可重构技术已逐渐成为提高机载系统设计可靠性、安全性的关键。然而,随着该技术的引入,动态重构系统的模型建立以及可靠性分析问题日益突显。文章通过分析综合显示系统显示器的动态重构过程,建立Simulink/Stateflow功能模型。基于马尔可夫随机过程理论对显示系统中显示器的重构过程建立可靠度数学模型,并推导出可靠度结果。该方式能够在系统研制初期快速有效的完成模型的建立,进行系统工作状态的模拟仿真以及可靠性分析,提高系统研发效率。 展开更多

关键词 重构 建模 马尔可夫过程 可靠性分析 显示系统

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基于改进DNN网络的电装产线质量预测方法

15

作者 许政 阮西玥 《航空计算技术》 2024年第4期125-129,134,共6页

随着航空机载电装模块功能多元化、尺寸精细化、器件复杂化程度的不断提升,对SMT产线电装质量提出了新的挑战,目前SMT产线生产过程普遍存在产品质检数据关联性较差,产品质量分析滞后及预测性差等问题,而传统的统计分析方法无法有效提取... 随着航空机载电装模块功能多元化、尺寸精细化、器件复杂化程度的不断提升,对SMT产线电装质量提出了新的挑战,目前SMT产线生产过程普遍存在产品质检数据关联性较差,产品质量分析滞后及预测性差等问题,而传统的统计分析方法无法有效提取海量无序数据中的知识和规律,提出一种基于深度学习的电装质量预测方法。首先,构建质量评价方法,确定电装质量的影响因素;其次,利用主成分分析法(Principal Components Analysis,PCA)对质量数据进行预处理,剔除非相关特征;然后,引入DNN网络,构建电装质量预测模型,利用BFO-PSO优化算法搜寻网络的最优隐含层层数及节点数;最后,通过航空电装产线实际制造数据进行仿真测试,验证了所提出方法的有效性和科学性。 展开更多

关键词 SMT产线 电装质量预测 BFO-PSO优化算法 DNN网络 智能制造

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基于BP神经网络的生产效能评价方法

16

作者 阮西玥 许政 黄鹤 《航空计算技术》 2024年第5期79-83,共5页

随着新一代信息技术飞速发展,航空制造“数智化”转型诉求愈加强烈,然而产线数字化、智能化改造进程中,缺乏科学的生产效能评价手段,难以准确识别制造薄弱环节。面对这一严峻挑战,提出一种基于BP神经网络的生产效能评价方法:构建一种生... 随着新一代信息技术飞速发展,航空制造“数智化”转型诉求愈加强烈,然而产线数字化、智能化改造进程中,缺乏科学的生产效能评价手段,难以准确识别制造薄弱环节。面对这一严峻挑战,提出一种基于BP神经网络的生产效能评价方法:构建一种生产效能评价体系,对影响生产效能的关键因素指标进行分析,选取适合的度量元集合并量化;以生产周期、生产质量为目标参数,引入BP神经网络,构建历史数据集训练,形成生产效能评价模型;通过实际制造数据对生产效能评价模型进行仿真测试,验证了所提方法的有效性和科学性。 展开更多

关键词 生产效能分析 评价体系 BP神经网络 量化评估 智能制造

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基于DO-254和DO-330的硬件工具鉴定研究

17

作者 冯思宇 程宇 +1 位作者 吴康 秦超 《航空计算技术》 2024年第6期107-111,共5页

随着机载电子硬件规模和功能架构复杂程度的增加,各种电子硬件开发和验证工具使用日益广泛。机载电子硬件研制团队在硬件开发过程中,不仅要考虑机载电子硬件的适航审定要求,也要考虑研制过程中所用工具的鉴定要求。以DO-254和DO-330标... 随着机载电子硬件规模和功能架构复杂程度的增加,各种电子硬件开发和验证工具使用日益广泛。机载电子硬件研制团队在硬件开发过程中,不仅要考虑机载电子硬件的适航审定要求,也要考虑研制过程中所用工具的鉴定要求。以DO-254和DO-330标准为基础,介绍了判断硬件开发和验证工具是否需要鉴定的流程、确定其工具鉴定等级的方法以及TQL-5级工具鉴定的生命周期过程。通过项目实例验证了方法的可行性。 展开更多

关键词 适航 机载硬件 工具鉴定 工具鉴定等级

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基于上下文赌博机的自适应实时车间调度

18

作者 陈鸣 王闯 许政 《计算机系统应用》 2024年第3期281-287,共7页

传统的多Agent车间调度方法使用单一调度规则,忽略了生产环境变化对调度规则适用性的影响,导致调度结果欠佳.本文针对该问题提出一种自适应实时车间调度方法,通过上下文赌博机对工件调度过程进行类比建模.经过若干回合学习的上下文赌博... 传统的多Agent车间调度方法使用单一调度规则,忽略了生产环境变化对调度规则适用性的影响,导致调度结果欠佳.本文针对该问题提出一种自适应实时车间调度方法,通过上下文赌博机对工件调度过程进行类比建模.经过若干回合学习的上下文赌博机模型能够依据生产环境制定调度决策,获得优异的调度结果.最后,通过仿真实验验证了提出方法的有效性. 展开更多

关键词 多AGENT系统 上下文赌博机 车间调度 自适应调度规则

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基于云-边-端的多源异构大数据治理架构研究

19

作者 许政 阮西玥 陈祥浩 《网络安全与数据治理》 2024年第12期47-53,共7页

随着航空机载产品制造过程中数字化程度的不断提升,多源异构工业大数据高速增长,这些实时与非实时交融的大数据对系统的数据管理能力提出了更高的要求。设计了一种基于云-边-端的多源异构数据治理架构,以提升数据传输和管理效能为目标,... 随着航空机载产品制造过程中数字化程度的不断提升,多源异构工业大数据高速增长,这些实时与非实时交融的大数据对系统的数据管理能力提出了更高的要求。设计了一种基于云-边-端的多源异构数据治理架构,以提升数据传输和管理效能为目标,重点围绕数据采样同步机制、边缘数据治理、云端数据治理等方面进行功能设计,通过实验验证了架构的可行性和可用性,能支撑云、边、端各类节点的差异化数据应用。 展开更多

关键词 云-边-端 多源异构 大数据治理 架构设计

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基于事件相关电位的触控交互界面设计方法

20

作者 吴薇 陆敏敏 《航空电子技术》 2024年第2期10-19,共10页

针对触摸屏技术应用于民机驾驶舱带来的工效学设计问题,提出基于事件相关电位的触控交互界面设计方法。首先对人机界面视觉特征的属性进行分析,以形状和间距为例设计了六种触控交互界面。然后基于视觉搜索实验范式进行脑电实验设计,通... 针对触摸屏技术应用于民机驾驶舱带来的工效学设计问题,提出基于事件相关电位的触控交互界面设计方法。首先对人机界面视觉特征的属性进行分析,以形状和间距为例设计了六种触控交互界面。然后基于视觉搜索实验范式进行脑电实验设计,通过事件相关电位、反应时间、正确率以及主观评估结果探究视觉特征对操作人员表现的影响。最后基于模糊数学方法综合多种测量数据对人机工效进行了评价。实验发现,不同形状的触控组件之间的差异主要体现在P300上,不同间距的触控组件之间的差异主要体现在N1上。评价结果表明,触控组件在间距0~3.5 mm范围内,间距越大,受试对象的表现越好,使用该方法对民机驾驶舱触控界面人机工效进行评估具有可行性。 展开更多

关键词 事件相关电位 触控交互 人机界面设计 P300 N1

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