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下班回家，该大战神牛了！ 5 s. l: l4 i, K1 r; H
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神牛质问到，为什么不用滤波把明显错误的AOA信号过滤掉，这是自控行当里经常被人问到的问题。
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在自控和信号处理里，有三样东西常被混为一谈：平滑、滤波和预估。这三样的区别在于时间点。对已经成为历史（already historized）的数据来说，滤除杂乱数据是平滑；对于当前数据来说，这就是滤波；对于未来数据来说，这才是预估。
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& E8 y) ~. Z9 e8 R回过头来看一段数据，要平滑不是很难，至少眼睛看看，“一眼”就能看出明显错误的数据，至少手工剔除是做得到的，如果自动的算法剔除还不能很可靠的话。真正的预估实际上是不可能的，事情还没有发生，怎么可能知道会如何发生呢？数学意义上的预估都是做了假定的，不光要假定系统的动态，还要假定白噪声或者某冲一直的结构化噪声，说白了，是用动态模型的外推，“前一段一直是如此这般，所以一切如旧的话，接下来就应该这般如此。”, D2 ^8 L$ \" G
( q' `. P% [5 [! r' J/ M8 s5 f6 c平滑一般用于建模时的数据处理，预估则像算命，your mileage may vary。真正有用的是滤波，最难的也是滤波。预估反正不可靠，事实上预估可堪称滤波的动态外推，最后还是回到滤波这里来。4 Z& ^9 Z1 e# E- ~( j9 \( I
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滤波最大的难题是难以辨别当前的变化是噪声还是真实的变化。最常见的滤波是低通滤波，这好比以不变应万变。当然不是真的不便，而是大象屁股，要可劲推、一直推才转过去，这里桶一下、那里点一下，大像是不理你的。低通滤波的理论基础是真实信号都是缓慢变化的，急剧变化的一定是噪声。
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7 D: U! h& a, G9 @" i$ W在实现中，这个缓慢和急剧都是相对的，具体设计的时候就要找出缓慢和急剧之间的分界点，这差不多就是临界频率、截止频率那些东西了。比较糟糕的情况是缓慢和急剧的分界线不明显，那是简单的低通滤波就不好用了，要么放过很多坏人，要么错杀很多好人，谁叫他们穿的都是一样的衣服呢？另一个比方是穿上厚衣服，外面温度的快速变化就感觉不到，尽管冻一天或者热一天最后那温度还是会传到身体，只是延缓很多。
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MCAS不能用低通滤波。MCAS本来就是应急用的，被低通滤波缓冲一下，信号会严重滞后，完全违背初衷了。* I) h, A% ?1 S4 w# q% B/ V7 x+ M
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另一把办法是用gross error check，把变化太急剧或者幅值太大太小的信号看作不可能的情况，加以剔除。神牛说的就是这一类的。但这有一个问题：要确保阈值与可能的信号极值之间有安全距离。
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7 |8 x( {- h' l5 V; q0 t6 U11到74.5读迎角都是合理范围，尽管民航客机极少有达到74.5度AOA的情况。如果正常范围只有30度而把30度以上统统“砍头”的话，真的进入超大AOA时，飞行员都不知道到底超出30度多少，难以正常应对，这是不可以的。
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+ W+ ~1 {) s' P2 x/ f2 d用速率滤波是另一个办法，即使在异常情况下，两秒钟里跳升60多度也是不可能的，但或许30度是可能的？假定30度是合理极限，速率滤波也只对毛刺型噪声有效，最好还要再短周期内回到正常位置，这样速率滤波做“砍头”处理，可以限制毛刺的影响。但要是像埃航302这样，跳升以后就定死在那里了，速率滤波只能延迟达到74.5度的时间。还是以30度为阈值的话，MCAS在4秒钟后还是要读到74.5度，还是要斯图卡。6 w! u8 _9 y* i: _; z9 k7 P' @
2 w! M$ c; ^/ ~0 i9 P: J1 ]更加复杂的滤波是卡尔曼滤波，以动态模型和噪声模型为基础，加上实测矫正，可能“智能”地滤波，但这对动态模型和噪声模型的精确性又敏感起来，可能聪明反被聪明误。
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7 s' b7 } g, h所有的滤波都不可回避一个本质问题：从过去和当前的数据，没法可靠地确定当前读数中哪些是真实信号的贡献，哪些是不可测量的噪声的贡献，因为信号有两个来源，但只有一个读数，自由度不够。
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7 f! G! k" ?" m+ }, a7 {MCAS为什么只用一侧AOA读数现在还没有最后定论，但两侧读数不一致的话，应该不许MCAS工作。问题是MCAS又不能不工作，因为两侧读数不一致的时候，读到的对错可能性各半，MCAS斯图卡和见死不救的可能性也各半。怎么办？/ n# n0 `) V' C6 b1 E# P1 b5 b
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飞行员重又接通电动配平一事，可能涉及操作员心理，在束手无策的时候，尤其是手动控制还是不管用的时候，有人会彻底不信任自控，有人会彻底不信任自己，我两种情况都见过。这已经是心理问题，而不是技术问题了。8 e$ q6 o4 R% ^# s% \, D) i
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也有说法手轮即使及早开始使用，依然转不过来。本来是用为微调的，现在用来纠正大幅度错误，动作太慢。所以重新接通电动配平，死马当活马医。到底是不是这么回事，要看CVR里对话了，估计飞行员已经手忙脚乱，来不及汇报思想了，所以我们只能猜。 |
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雷达卡
发表于 2019-4-9 21:42:56
显身卡