人机交互机理研究是对影响人机交互过程因素的研究,随着科学技术的持续发展进步,近年来触控设备逐渐应用于飞机驾驶舱,因此对驾驶舱触控操作人机交互机理进行研究有现实意义。本文对民机驾驶舱触摸操控人机交互机理进行研究,完成了以下研究工作:整理了驾驶舱触控交互的相关标准和规章,结合飞机驾驶舱触摸操控的特点,利用改进德尔菲法筛选出触控人机交互评价指标。分析了触控人机交互过程,从操作方式、操作反馈方式和控制面板涉及的系统及控件等机理角度研究了触控交互特性,从信息显示、飞行员认知和操纵执行等机理角度分析了触控交互过程特性。基于触控交互过程特性建立了基于着色Petri网的驾驶舱触控人机交互过程模型。基于分析模型提出了任务可达性、操纵程序复杂性和操纵负荷等工效分析方法,通过对应用实例的分析证明了模型的有效性,从触控交互过程角度评估了触控交互工效。基于触控人机交互评价指标和触控交互特性提出了触控人机界面设计方法,并设计了基于顶控板的触控人机界面。设计了两个试验,触摸控件设计要素试验为顶控板触控人机界面提供了设计基础。触控人机交互试验提出了驾驶舱人机交互工效评价方法,依据试验结果评估了触控人机交互工效,并验证了顶控板触控人机界面设计的合理性。