一種模擬仿真系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及航空技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種模擬仿真系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近地告警系統(tǒng)主要用于保證飛機(jī)與地面的距離，尤其是在惡劣氣象、能見度低等情況下避免飛機(jī)與地面的相撞，是保障飛機(jī)安全性必不可少的子系統(tǒng)之一。
[0003]但是近地告警系統(tǒng)的研發(fā)以及后續(xù)升級(jí)，需要大量的飛行數(shù)據(jù)以及飛行記錄，針對(duì)不同機(jī)種的近地告警系統(tǒng)，其所需的飛行數(shù)據(jù)以及飛行記錄都不相同，需要進(jìn)行大量的試飛實(shí)驗(yàn)才能得到較為準(zhǔn)確的飛行數(shù)據(jù)和飛行記錄，且因試飛環(huán)境多變、難以預(yù)測，因此飛機(jī)試飛的風(fēng)險(xiǎn)很大，試飛成本也很高。而近地告警系統(tǒng)若實(shí)驗(yàn)不充分，則很容易造成系統(tǒng)瑕疵從而引發(fā)飛行事故。因此近地告警系統(tǒng)的研發(fā)和維護(hù)成本以及實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)很高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種模擬仿真系統(tǒng)，能夠以較低的成本和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行近地告警系統(tǒng)的飛行實(shí)驗(yàn)。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
[0006]第一方面，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種模擬仿真系統(tǒng)，包括:操縱機(jī)構(gòu)(1)、飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)、三維視景顯示系統(tǒng)(3)、告警計(jì)算機(jī)(4)和儀表顯示模塊(5);
[0007]所述飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)與所述操縱機(jī)構(gòu)(1)相連，用于接收所述操縱機(jī)構(gòu)
(1)所發(fā)出的操作指令，所述操縱機(jī)構(gòu)(1)至少包括:方向盤、腳蹬和油門桿；
[0008]所述三維視景顯示系統(tǒng)(3)與所述飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)相連，用于根據(jù)所述飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)所發(fā)出的飛行狀態(tài)參數(shù)顯示三維視景圖像，所述飛行狀態(tài)參數(shù)至少包括:經(jīng)度、瑋度、高度、俯仰角、偏航角、滾轉(zhuǎn)角、迎角和側(cè)滑角；
[0009]所述告警計(jì)算機(jī)(4)與所述飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)和所述三維視景顯示系統(tǒng)
(3)相連，用于根據(jù)所述飛機(jī)狀態(tài)信息和所述三維視景顯示系統(tǒng)(3)發(fā)出的外部飛行環(huán)境信息生成告警信息；
[0010]所述儀表顯示模塊(5)分別與所述告警計(jì)算機(jī)(4)、所述飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)和所述三維視景顯示系統(tǒng)(3)相連，用于顯示所述飛機(jī)狀態(tài)信息、所述告警信息和所述飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)發(fā)出的飛行控制信息。
[0011]第二方面，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種用于模擬仿真系統(tǒng)的方法，所述模擬仿真系統(tǒng)包括:操縱機(jī)構(gòu)(1)、飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)、三維視景顯示系統(tǒng)(3)、告警計(jì)算機(jī)
(4)和儀表顯示模塊(5);所述飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)與所述操縱機(jī)構(gòu)(1)相連，用于接收所述操縱機(jī)構(gòu)(1)所發(fā)出的操作指令，所述操縱機(jī)構(gòu)(1)至少包括:方向盤、腳蹬和油門桿；所述三維視景顯示系統(tǒng)(3)與所述飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)相連，用于根據(jù)所述飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)所發(fā)出的飛行狀態(tài)參數(shù)顯示三維視景圖像，所述飛行狀態(tài)參數(shù)至少包括:經(jīng)度、瑋度、高度、俯仰角、偏航角、滾轉(zhuǎn)角、迎角和側(cè)滑角；所述告警計(jì)算機(jī)(4)與所述飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)和所述三維視景顯示系統(tǒng)(3)相連，用于根據(jù)所述飛機(jī)狀態(tài)信息和所述三維視景顯示系統(tǒng)(3)發(fā)出的外部飛行環(huán)境信息生成告警信息；所述儀表顯示模塊
(5)分別與所述告警計(jì)算機(jī)(4)、所述飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)和所述三維視景顯示系統(tǒng)
(3)相連，用于顯示所述飛機(jī)狀態(tài)信息、所述告警信息和所述飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)發(fā)出的飛行控制信息；
[0012]所述告警計(jì)算機(jī)(4)根據(jù)所述飛機(jī)狀態(tài)信息和所述外部飛行環(huán)境信息生成告警信息，包括:
[0013]所述告警計(jì)算機(jī)(4)根據(jù)所述飛機(jī)狀態(tài)信息判斷飛機(jī)所處狀態(tài)，所述飛機(jī)所處狀態(tài)包括:上升、下降和平飛狀態(tài)；并獲取與所確定的狀態(tài)對(duì)應(yīng)的告警模式和告警模式的優(yōu)先級(jí)，再根據(jù)所確定的告警模式和告警模式的優(yōu)先級(jí)生成所述告警信息。
[0014]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的模擬仿真系統(tǒng)，能夠根據(jù)操縱機(jī)構(gòu)發(fā)出的操縱指令，通過飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)模擬出飛機(jī)的飛行情況，形成飛行狀態(tài)參數(shù)，并通過告警計(jì)算機(jī)參照飛行狀態(tài)參數(shù)和飛行環(huán)境信息，將告警信息向相連的儀表顯示模塊發(fā)送并顯示，從而實(shí)現(xiàn)了通過地面的模擬仿真系統(tǒng)代替飛機(jī)進(jìn)行試飛實(shí)驗(yàn)，降低了飛行實(shí)驗(yàn)的成本和風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0016]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的模擬仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的模擬仿真系統(tǒng)工作過程的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0019]本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種如圖1所示的模擬仿真系統(tǒng)，包括:操縱機(jī)構(gòu)(1)、飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)、三維視景顯示系統(tǒng)(3)、告警計(jì)算機(jī)(4)和儀表顯示模塊(5)。
[0020]其中:飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)與操縱機(jī)構(gòu)⑴相連，用于接收操縱機(jī)構(gòu)⑴所發(fā)出的操作指令，操縱機(jī)構(gòu)(1)至少包括:方向盤、腳蹬和油門桿。在本實(shí)施例的優(yōu)選方案中，飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)基于Simulink建立，并生成為經(jīng)過優(yōu)化的C代碼，從而提高計(jì)算速度，減小處理延時(shí)。飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)，具體用于通過USB接口讀取操縱機(jī)構(gòu)(1)發(fā)出的操作指令，所述操作指令用于表示所述腳蹬對(duì)升降舵和副翼、所述方向盤對(duì)方向舵，以及所述油門桿對(duì)油門的控制，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)六自由度實(shí)時(shí)仿真，并得到飛行狀態(tài)參數(shù)。
[0021]三維視景顯示系統(tǒng)(3)與飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)相連，用于根據(jù)飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)所發(fā)出的飛行狀態(tài)參數(shù)顯示三維視景圖像，飛行狀態(tài)參數(shù)至少包括:經(jīng)度、瑋度、高度、俯仰角、偏航角、滾轉(zhuǎn)角、迎角和側(cè)滑角。
[0022]告警計(jì)算機(jī)(4)與飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)和三維視景顯示系統(tǒng)(3)相連，用于根據(jù)飛機(jī)狀態(tài)信息和三維視景顯示系統(tǒng)(3)發(fā)出的外部飛行環(huán)境信息生成告警信息。
[0023]儀表顯示模塊(5)分別與告警計(jì)算機(jī)(4)、飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)⑵和三維視景顯示系統(tǒng)(3)相連，用于顯示飛機(jī)狀態(tài)信息、告警信息和飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)發(fā)出的飛行控制信息。
[0024]具體的，操縱機(jī)構(gòu)(1)通過USB接口與飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)中的PilotControl模塊相連。飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)，具體用于通過USB接口讀取操縱機(jī)構(gòu)(1)發(fā)出的操作指令，操作指令用于表示腳蹬對(duì)升降舵和副翼、方向盤對(duì)方向舵，以及油門桿對(duì)油門的控制。
[0025]在本實(shí)施例中，儀表顯示模塊(5)具體是與告警計(jì)算機(jī)(4)連接的機(jī)械儀表、電子儀表、顯不儀；或者是集成在告警計(jì)算機(jī)(4)上的虛擬儀表，例如:儀表顯不模塊(5)是米用Tilcon軟件設(shè)計(jì)的虛擬儀表。進(jìn)一步的，儀表顯示模塊(5)包括主飛行顯示和導(dǎo)航顯示兩個(gè)部分，主飛行顯示部分顯示的參數(shù)至少包括:飛機(jī)的姿態(tài)、空速、馬赫數(shù)、氣壓高度、氣壓基準(zhǔn)、升降速度和無線電高度，導(dǎo)航顯示部分顯示的參數(shù)至少包括:航跡、前方地形、告警文字和聲音。
[0026]在本實(shí)施例的可選方案中，操縱機(jī)構(gòu)(1)、飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)、三維視景顯示系統(tǒng)(3)、告警計(jì)算機(jī)(4)和儀表顯示模塊(5)之間通過STP網(wǎng)線建立連接并組建為局域網(wǎng)。例如，通過STP網(wǎng)線將操縱機(jī)構(gòu)(1)、飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)、三維視景顯示系統(tǒng)(3)、告警計(jì)算機(jī)(4)和儀表顯示模塊(5)與華為S5700-24TP-SI (AC)以太網(wǎng)交換機(jī)相連并組建為局域網(wǎng)，通過太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)模擬仿真系統(tǒng)中各個(gè)組成部分的數(shù)據(jù)交互。
[0027]其中，三維視景顯示系統(tǒng)(3)包括至少三個(gè)顯示器，每一個(gè)顯示器與一臺(tái)視景計(jì)算機(jī)相連，每一個(gè)顯示器用于顯示指定觀察角度的景物。三維視景顯示系統(tǒng)(3)具體可以通過FI ightGear實(shí)現(xiàn)，飛行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行打包，通過UDP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給FI ightGear，實(shí)現(xiàn)三維視景顯示，視景顯示使用三塊顯示器顯示機(jī)外的景物，三臺(tái)視景計(jì)算機(jī)通過設(shè)定不同的視點(diǎn)位置、俯仰角偏移量、方向角偏移量、視角即可獲得不同觀察方式的景物。
[0028]具體的，本實(shí)施例中視景計(jì)算機(jī)、告警計(jì)算機(jī)(4)以及運(yùn)行飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)
(2)的計(jì)算機(jī)的硬件配置都為Intel Core ?3的處理器，主頻2.93GHz，2G內(nèi)存，GTS450的顯卡。若儀表顯示模塊(5)為計(jì)算機(jī)通過程序模擬的虛擬儀表，則告警計(jì)算機(jī)(4)和儀表顯示模塊(5)可以集成在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上。
[0029]與顯示器相連的視景計(jì)算機(jī)用于接收飛機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)(2)通過STP網(wǎng)線廣播的UDP數(shù)據(jù)包，UDP數(shù)據(jù)包由飛行狀態(tài)參數(shù)打包得到。
[0030]基于如圖1所示的模擬仿真系統(tǒng)，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種用于模擬仿真系統(tǒng)的方法，包括:
[0031]告警計(jì)算機(jī)(4)根據(jù)飛機(jī)狀態(tài)信息和外部飛行環(huán)境信息生成告警信息，包括:
[0032]告警計(jì)算機(jī)(4)根據(jù)飛機(jī)狀態(tài)信息判斷飛機(jī)所處狀態(tài)，飛機(jī)所處狀態(tài)包括:上升、下降和平飛狀態(tài)。并獲取與所確定的狀態(tài)對(duì)應(yīng)的告警模式和告警模式的優(yōu)先級(jí)，再