一種民用飛機(jī)飛控系統(tǒng)混合異構(gòu)仿真平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種民用飛機(jī)飛控系統(tǒng)混合異構(gòu)仿真平臺(tái)，本發(fā)明采用三個(gè)飛行控制模塊單元、四個(gè)作動(dòng)器控制電子單元有效支持飛控系統(tǒng)12中不同構(gòu)架、飛控作動(dòng)器8種作動(dòng)策略、飛控系統(tǒng)96中混合異構(gòu)綜合仿真的權(quán)衡與評估；通過得到的試驗(yàn)差異數(shù)據(jù)進(jìn)行理論上的安全性分析，存入綜合控制單元中，構(gòu)建安全性分析數(shù)據(jù)庫。本發(fā)明通過基于心跳時(shí)間同步的方法來同步各個(gè)接入真件和模型，如果時(shí)間不同步置為故障，從而進(jìn)行故障復(fù)現(xiàn)與分析；通過統(tǒng)一的總線管理單元，接口仿真單元進(jìn)行各個(gè)接入真件和模型之間的接口分析和對比，通過歷史數(shù)據(jù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法同步完善模型的仿真度，改善模型與真件之間的差異。
【專利說明】
一種民用飛機(jī)飛控系統(tǒng)混合異構(gòu)仿真平臺(tái)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于民用飛機(jī)飛行控制領(lǐng)域，具體涉及一種民用飛機(jī)飛控系統(tǒng)混合異構(gòu)仿真平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]民用飛機(jī)飛控系統(tǒng)混合異構(gòu)仿真平臺(tái)是一種民用飛機(jī)的仿真測試平臺(tái)，主要用于飛控系統(tǒng)模型仿真開發(fā)、真件接入系統(tǒng)的測試與驗(yàn)證，以及模型與真件混合異構(gòu)情況下的聯(lián)合仿真。在常見的民用飛機(jī)飛控系統(tǒng)仿真平臺(tái)中，主要有真件構(gòu)成的鐵鳥平臺(tái)，或基于單個(gè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行建模的飛控系統(tǒng)模型平臺(tái)，對于傳統(tǒng)的飛控鐵鳥平臺(tái)，由于存在多個(gè)版本飛控軟硬件升級(jí)，其所涉及的構(gòu)型差異評估，安全性影響分析，系統(tǒng)功能故障重現(xiàn)，以及多系統(tǒng)軟件融合應(yīng)用是亟待解決的問題，對于單個(gè)計(jì)算機(jī)的飛控系統(tǒng)模型，由于仿真接口不清晰，仿真程度不高，一直處于模型開發(fā)階段，還不能替代鐵鳥試驗(yàn)臺(tái)，其模型替代功能還不突出。但是，基于模型的開發(fā)平臺(tái)可以較好的提供系統(tǒng)功能需求定義、需求捕獲、需求實(shí)現(xiàn)、功能驗(yàn)證的全流程過程，為系統(tǒng)功能的可追溯性提供便利，而飛控系統(tǒng)硬件真件平臺(tái)可以提供較為全面的飛控系統(tǒng)功能，將兩者的優(yōu)勢進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)行混合異構(gòu)仿真開發(fā)是該平臺(tái)的主要目的。
[0003]傳統(tǒng)的飛控鐵鳥平臺(tái)，由于存在多個(gè)版本飛控軟硬件升級(jí)，其所涉及的構(gòu)型差異評估，安全性影響分析，系統(tǒng)功能故障重現(xiàn)，以及多系統(tǒng)軟件融合應(yīng)用是亟待解決的問題；單個(gè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行的飛控系統(tǒng)仿真模型，由于仿真接口不清晰，仿真程度不高，一直處于模型開發(fā)階段，還不能替代鐵鳥試驗(yàn)臺(tái)，其模型替代功能還不突出;本發(fā)明旨在解決飛控鐵鳥平臺(tái)多個(gè)版本軟硬件升級(jí)后的構(gòu)型差異對比、安全性評估分析、系統(tǒng)功能故障重現(xiàn)，以及多個(gè)系統(tǒng)中模型構(gòu)建接口不清楚，仿真程度不高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種民用飛機(jī)飛控系統(tǒng)混合異構(gòu)仿真平臺(tái)，用于實(shí)現(xiàn)物理真件和仿真模型的混合異構(gòu)飛控系統(tǒng)仿真、測試與驗(yàn)證，所述平臺(tái)包括:
作動(dòng)器控制電子單元，所述作動(dòng)器控制電子單元用于作動(dòng)器控制電子模型與作動(dòng)器控制電子模塊真件的對應(yīng)；
飛行控制模塊單元，所述飛行控制模塊單元用于實(shí)現(xiàn)飛行控制仿真模型與飛控控制模塊真件的對應(yīng)；
總線管理單元，所述總線管理單元用于實(shí)現(xiàn)飛控系統(tǒng)混合異構(gòu)仿真平臺(tái)的冗余管理，異構(gòu)管理及同步管理；
所述作動(dòng)器控制電子單元連接飛行控制模塊單元，所述總線管理單元同時(shí)連接作動(dòng)器控制電子單元和飛行控制模塊單元；
進(jìn)一步地，所述飛行控制模塊單元可實(shí)現(xiàn)一個(gè)真件替代、部分真件替代、全部真件替代的無縫式真假件混合異構(gòu)仿真，輸出飛行控制中的各種控制模式指令，并發(fā)送給作動(dòng)器控制電子；
進(jìn)一步地，述的飛行控制模塊單元包括三種軟硬件非相似的混合異構(gòu)飛行控制模塊，在全模型構(gòu)型、一模型兩真件構(gòu)型、兩模型一真件構(gòu)型和全真件構(gòu)型下提供飛控系統(tǒng)主-主-主、主-主-從、主-從-從共計(jì)12種飛行控制架構(gòu)的權(quán)衡分析，并根據(jù)上述12種飛行控制架構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，從系統(tǒng)安全性、可靠性、系統(tǒng)運(yùn)算性能、響應(yīng)時(shí)間、同步關(guān)系角度綜合評價(jià)混合異構(gòu)模型的效能和特點(diǎn)；
進(jìn)一步地，所述作動(dòng)器控制電子單元可實(shí)現(xiàn)一個(gè)真件替代、部分真件替代、全部真件替代的無縫式真假件混合異構(gòu)仿真，執(zhí)行飛控控制單元發(fā)出的指令，執(zhí)行作動(dòng)系統(tǒng)的作動(dòng)；
進(jìn)一步地，所述的作動(dòng)器控制電子單元包括四種軟硬件非相似的混合異構(gòu)作動(dòng)器控制模塊，在全模型構(gòu)型、一模型三真件構(gòu)型、兩模型兩真件構(gòu)型、三模型一真件構(gòu)型、全真件構(gòu)型下，執(zhí)行飛行控制模塊指令，或直接運(yùn)行作動(dòng)器控制電子中的控制算法，并提供8種作動(dòng)策略，從作動(dòng)系統(tǒng)的安全性、執(zhí)行效率、響應(yīng)時(shí)間角度綜合評估作動(dòng)器系統(tǒng)的效能和特點(diǎn)；進(jìn)一步地，所述的總線管理單元提供基于心跳時(shí)間觸發(fā)的同步算法，用于同步接入總線系統(tǒng)的飛控控制模型與真件、作動(dòng)器控制電子模型與真件；
進(jìn)一步地，所述平臺(tái)還包括:
綜合控制單元，所述單元用于實(shí)現(xiàn)飛控系統(tǒng)的全過程仿真管理，飛控計(jì)算機(jī)、作動(dòng)器控制電子真件接入與上述仿真模型的無縫對接，為平臺(tái)提供可執(zhí)行、可異構(gòu)、可混合的技術(shù)方法;
視景顯示單元，所述單元用于飛機(jī)模型、飛控計(jì)算機(jī)模型、作動(dòng)器控制電子模型顯示，以及對應(yīng)的飛控系統(tǒng)各部件真件簡圖頁混合異構(gòu)顯示；
操縱指令單元，所述單元用于產(chǎn)生仿真與實(shí)際真件接入后的控制指令生成，記錄，保存；
綜合仿真單元，所述單元用于實(shí)現(xiàn)飛機(jī)仿真模型，設(shè)置虛擬交聯(lián)的航電設(shè)備模型，提供各種飛行包線下的航電缺省參數(shù)的輸入與輸出交互指令；
接口仿真單元，所述單元提供多種1雙向映射關(guān)系；
進(jìn)一步地，所述綜合控制單元用于裁剪和補(bǔ)充飛控控制模型與真件之間、作動(dòng)器控制電子模型與真件之間的差異，保護(hù)飛控系統(tǒng)數(shù)字化仿真模型到飛控系統(tǒng)全真件平臺(tái)的無縫連接；
進(jìn)一步地，所述接口仿真單元用于測試系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)幀，同步方式，同步性能參數(shù)仿真；
進(jìn)一步地，所述平臺(tái)在部分真件、部分仿真模型混合異構(gòu)仿真下，在真件構(gòu)型確定情況下用于驗(yàn)證仿真模型的逼真度，在仿真模型構(gòu)型確定情況下用于測試真件模塊的完整性。
[0005]本發(fā)明的有益效果如下:
1)由于平臺(tái)采用混合異構(gòu)仿真方法，因此可以將真件的多個(gè)軟硬件版本進(jìn)行混合接入，通過綜合控制單元，總線管理單元等外圍設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，較為清楚的理解版本升級(jí)中的差異；
2)通過得到的試驗(yàn)差異數(shù)據(jù)進(jìn)行理論上的安全性分析，存入綜合控制單元中，構(gòu)建安全性分析數(shù)據(jù)庫；
3)通過基于心跳時(shí)間同步的方法來同步各個(gè)接入真件和模型，如果時(shí)間不同步置為故障，從而進(jìn)行故障復(fù)現(xiàn)與分析；
4)通過統(tǒng)一的總線管理單元，接口仿真單元進(jìn)行各個(gè)接入真件和模型之間的接口分析和對比，通過歷史數(shù)據(jù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法同步完善模型的仿真度，改善模型與真件之間的差升。
【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明民用飛機(jī)飛控系統(tǒng)混合異構(gòu)仿真臺(tái)與試驗(yàn)測試設(shè)備機(jī)柜結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明民用飛機(jī)飛控系統(tǒng)混合異構(gòu)仿真平臺(tái)系統(tǒng)組成圖；
圖3為本發(fā)明總線管理單元基于心跳時(shí)間觸發(fā)的同步算法原理圖；
圖4為本發(fā)明混合異構(gòu)飛行控制模塊、混合異構(gòu)作動(dòng)器控制電子模塊原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對本發(fā)明有更好的了解，在下文對本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0008]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。下面為本發(fā)明的舉出最佳實(shí)施例:
如圖1-圖4所示，本發(fā)明提供一種民用飛機(jī)飛控系統(tǒng)混合異構(gòu)仿真平臺(tái)，所述平臺(tái)包括:綜合控制單元、視景顯示單元、操縱指令單元、綜合仿真單元、飛行控制模塊單元、作動(dòng)器控制電子單元、接口仿真單元及總線管理單元;其中，
所述的綜合控制單元，實(shí)現(xiàn)飛控系統(tǒng)的全過程仿真管理，飛控計(jì)算機(jī)、作動(dòng)器控制電子真件接入與上述仿真模型的無縫對接；
所述的視景顯示單元，用于飛機(jī)模型、飛控計(jì)算機(jī)模型、作動(dòng)器控制電子模型顯示，以及對應(yīng)的飛控系統(tǒng)各部件真件簡圖頁混合異構(gòu)顯示；
所述的操縱指令單元，用于產(chǎn)生仿真與實(shí)際真件接入后的控制指令生成，記錄，保存；所述的綜合仿真單元，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)仿真模型，設(shè)置虛擬交聯(lián)的航電設(shè)備模型，提供各種飛行包線下的航電缺省參數(shù)的輸入與輸出交互指令；
所述的飛行控制模塊單元，實(shí)現(xiàn)飛行控制仿真模型與飛控控制模塊真件的一一對應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)真件替代、部分真件替代、全部真件替代的無縫式真假件混合異構(gòu)仿真，輸出飛行控制中的各種控制模式指令，并發(fā)送給作動(dòng)器控制電子；
所述的作動(dòng)器控制電子單元，用于作動(dòng)器控制電子模型與作動(dòng)器控制電子模塊真件的一一對應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)真件替代、部分真件替代、全部真件替代的無縫式真假件混合異構(gòu)仿真，執(zhí)行飛控控制單元發(fā)出的指令，執(zhí)行作動(dòng)系統(tǒng)的作動(dòng)；
所述的接口仿真單元，提供多種1雙向映射關(guān)系，用于測試系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)幀，同步方式，同步性能參數(shù)仿真；所述的總線管理單元，實(shí)現(xiàn)飛控系統(tǒng)混合異構(gòu)仿真平臺(tái)的冗余管理，異構(gòu)管理，同步管理。
[0009]所述的飛行控制模塊單元包括三種軟硬件非相似的混合異構(gòu)飛行控制模塊，在全模型構(gòu)型、一模型兩真件構(gòu)型、兩模型一真件構(gòu)型、全真件構(gòu)型下提供飛控系統(tǒng)主-主-主、主-主-從、主-從-從共計(jì)12種飛行控制架構(gòu)的權(quán)衡分析，根據(jù)上述12種飛行控制架構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，從系統(tǒng)安全性、可靠性、系統(tǒng)運(yùn)算性能、響應(yīng)時(shí)間、同步關(guān)系等角度綜合評價(jià)混合異構(gòu)模型的效能和特點(diǎn)。
[0010]所述的作動(dòng)器控制電子單元包括四種軟硬件非相似的混合異構(gòu)作動(dòng)器控制模塊，在全模型構(gòu)型、一模型三真件構(gòu)型、兩模型兩真件構(gòu)型、三模型一真件構(gòu)型、全真件構(gòu)型下，執(zhí)行飛行控制模塊指令，或直接運(yùn)行作動(dòng)器控制電子中的控制算法，提供8種作動(dòng)策略，從作動(dòng)系統(tǒng)的安全性、執(zhí)行效率、響應(yīng)時(shí)間等角度綜合評估作動(dòng)器系統(tǒng)的效能和特點(diǎn)。
[0011]所述的總線管理單元提供基于心跳時(shí)間觸發(fā)的同步算法，用于同步接入總線系統(tǒng)的飛控控制模型與真件、作動(dòng)器控制電子模型與真件；
所述綜合控制單元用于裁剪和補(bǔ)充飛控控制模型與真件之間、作動(dòng)器控制電子模型與真件之間的差異，保護(hù)飛控系統(tǒng)數(shù)字化仿真模型到飛控系統(tǒng)全真件平臺(tái)的無縫連接，為平臺(tái)提供可執(zhí)行、可異構(gòu)、可混合的技術(shù)方法。
[0012]所述的飛控系統(tǒng)混合異構(gòu)仿真平臺(tái)具有真假件混合開發(fā)能力，在部分真件、部分仿真模型混合異構(gòu)仿真下，在真件構(gòu)型確定情況下用于驗(yàn)證仿真模型的逼真度，在仿真模型構(gòu)型確定情況下用于測試真件模塊的完整性，為民用飛機(jī)飛控系統(tǒng)提供一種真假混合異構(gòu)的仿真驗(yàn)證與測試驗(yàn)證平臺(tái)。
[0013]本發(fā)明實(shí)施例提供一種民用飛機(jī)飛控系統(tǒng)混合異構(gòu)平臺(tái)，如圖1所示，該平臺(tái)包括:仿真飛機(jī)模擬駕駛艙，將視景顯示單元、操縱指令單元、飛行控制模塊單元、作動(dòng)器控制電子單元集成在飛機(jī)模擬駕駛艙中，另外還包含接口仿真單元、總線管理單元、綜合控制單元、綜合仿真單元，將集成在飛控系統(tǒng)測試機(jī)柜中；所述視景顯示單元用于飛機(jī)模型顯示、飛行狀態(tài)顯示、主飛行界面顯示，以及飛控計(jì)算機(jī)模型、作動(dòng)器控制電子模型顯示，并與對應(yīng)的飛控系統(tǒng)各部件真件簡圖頁混合異構(gòu)顯示，根據(jù)試驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容的不同，開發(fā)基于計(jì)算機(jī)C(C++)語言的視景軟件，將上述功能集成在模擬駕駛艙中進(jìn)行綜合顯示。所述的操縱指令單元包括被動(dòng)側(cè)桿、方向舵/剎車/腳蹬等半物理件，減速板手柄/飛行模式控制面板等虛擬信號(hào)的操作界面，將上述半物理件和虛擬軟件集成在模擬駕駛艙中，產(chǎn)生飛行過程所需的各控制指令，該單元軟件開發(fā)為基于計(jì)算機(jī)C(C++)語言的操縱軟件，將上述功能集成在模擬駕駛艙中。所述的飛行控制模塊單元實(shí)現(xiàn)飛行控制仿真模型與飛控控制模塊真件的一一對應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)真件替代、部分真件替代、全部真件替代的無縫式真假件混合異構(gòu)仿真，輸出飛行控制中的正常模式、輔助模式、直接模式指令，模型與真件之間具有余度通道同步、交叉數(shù)據(jù)傳輸功能，并將狀態(tài)和降級(jí)指令發(fā)送給綜合控制單元中進(jìn)行集中顯示，飛行控制模塊單元開發(fā)與裁減的軟件為基于VxWorks系統(tǒng)的模塊化模型軟件。所述的作動(dòng)器控制電子單元用于作動(dòng)器控制電子模型與作動(dòng)器控制電子模塊真件的一一對應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)真件替代、部分真件替代、全部真件替代的無縫式真假件混合異構(gòu)仿真，執(zhí)行飛控控制單元發(fā)出的指令，執(zhí)行正常模式、輔助模式、直接模型下的作動(dòng)指令運(yùn)算，支持系統(tǒng)的自檢測、系統(tǒng)監(jiān)控、模型與真件聯(lián)合下的故障重構(gòu)，并為綜合控制單元提供故障指令顯示，作動(dòng)器控制電子單元開發(fā)與裁減的軟件為基于VxWorks系統(tǒng)的模塊化模型軟件。所述的集成在機(jī)柜中的接口仿真單元，提供多種板卡1雙向映射關(guān)系，用于測試系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)幀，同步方式，同步性能參數(shù)仿真;所述的集成在機(jī)柜中的總線管理單元，實(shí)現(xiàn)飛控系統(tǒng)混合異構(gòu)仿真平臺(tái)的冗余管理，異構(gòu)管理，同步管理;所述的集成在機(jī)柜中的綜合控制單元，實(shí)現(xiàn)飛控系統(tǒng)的全過程仿真管理，飛控計(jì)算機(jī)、作動(dòng)器控制電子真件接入與上述仿真模型的無縫對接;所述的集成在機(jī)柜中的綜合仿真單元，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)仿真模型，設(shè)置虛擬交聯(lián)的航電設(shè)備模型，提供各種飛行包線下的航電缺省參數(shù)的輸入與輸出交互指令。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例提供一種民用飛機(jī)飛控系統(tǒng)混合異構(gòu)仿真平臺(tái)系統(tǒng)，系統(tǒng)組成圖如圖2所示。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于心跳時(shí)間觸發(fā)的同步算法，算法原理圖如圖3所示。所述的總線管理單元中的基于心跳時(shí)間觸發(fā)的同步算法，將由總線管理單元在多余度總線上發(fā)送帶有心跳幀的數(shù)據(jù)幀，總線上的各個(gè)單元根據(jù)各自心跳幀與總線幀進(jìn)行對比確認(rèn)，在誤差允許范圍內(nèi)進(jìn)行時(shí)間同步調(diào)整，當(dāng)有總線節(jié)點(diǎn)成員出現(xiàn)無心跳幀情況，將心跳時(shí)間觸發(fā)同步幀發(fā)送三次，進(jìn)行復(fù)蘇同步，若三次無效將認(rèn)定該節(jié)點(diǎn)故障，將進(jìn)入故障模式?；谛奶鴷r(shí)間觸發(fā)的同步算法用于同步接入總線系統(tǒng)的飛控控制模型與真件、作動(dòng)器控制電子模型與真件，綜合控制單元用于裁剪和補(bǔ)充飛控控制模型與真件之間、作動(dòng)器控制電子模型與真件之間的差異，保護(hù)飛控系統(tǒng)數(shù)字化仿真模型到飛控系統(tǒng)全真件平臺(tái)的無縫連接，為軟硬件非相似的混合異構(gòu)飛行控制模塊、軟硬件非相似的混合異構(gòu)作動(dòng)器控制模塊提供可執(zhí)行、可異構(gòu)、可混合的技術(shù)方法。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例提供混合異構(gòu)飛行控制模塊、混合異構(gòu)作動(dòng)器控制電子模塊，其原理圖如圖4所示。軟硬件非相似的混合異構(gòu)飛行控制模塊，在全模型構(gòu)型、一模型兩真件構(gòu)型、兩模型一真件構(gòu)型、全真件構(gòu)型下提供飛控系統(tǒng)主-主-主、主-主-從、主-從-從共計(jì)12種飛行控制架構(gòu)的權(quán)衡分析，根據(jù)上述12種飛行控制架構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，從系統(tǒng)安全性、可靠性、系統(tǒng)運(yùn)算性能、響應(yīng)時(shí)間、同步關(guān)系等角度綜合評價(jià)混合異構(gòu)模型的效能和特點(diǎn)。軟硬件非相似的混合異構(gòu)作動(dòng)器控制模塊，在全模型構(gòu)型、一模型三真件構(gòu)型、兩模型兩真件構(gòu)型、三模型一真件構(gòu)型、全真件構(gòu)型下，執(zhí)行飛行控制模塊指令，或直接運(yùn)行作動(dòng)器控制電子中的控制算法，提供8種作動(dòng)策略，從作動(dòng)系統(tǒng)的安全性、執(zhí)行效率、響應(yīng)時(shí)間等角度綜合評估作動(dòng)器系統(tǒng)的效能和特點(diǎn)，從而達(dá)到96種不同的混合異構(gòu)方式。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例所述的飛控系統(tǒng)混合異構(gòu)仿真平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了飛控系統(tǒng)真件與仿真模型無縫連接的綜合仿真能力，提供了基于心跳時(shí)間觸發(fā)的同步算法，并集成在飛機(jī)模擬駕駛艙和飛控系統(tǒng)測試機(jī)柜中。
[0018]本發(fā)明所述平臺(tái)由總線管理單元統(tǒng)籌管理連接在冗余網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，并采用基于心跳時(shí)間同步的方法，使各個(gè)節(jié)點(diǎn)保持一致;其次，系統(tǒng)中同步算法適用于模型，同樣也適用于接入的真件，從而達(dá)到了混合異構(gòu)仿真的目的；最后，所述的混合異構(gòu)仿真平臺(tái)還包括綜合控制單元、實(shí)景顯示單元、接口仿真單元等外設(shè)部分，共同構(gòu)成可混合異構(gòu)的仿真平臺(tái)。
[0019]本發(fā)明所述的飛控系統(tǒng)混合異構(gòu)仿真平臺(tái)由于加入了總線管理系統(tǒng)和綜合控制單元，使得基于模型的仿真平臺(tái)升級(jí)為半模型半真件的混合異構(gòu)仿真平臺(tái)，甚至可以升級(jí)為全真件接入的飛控系統(tǒng)測試平臺(tái)。
[0020]本發(fā)明所述的混合異構(gòu)是指飛行控制模塊單元與作動(dòng)器控制電子單元的多冗余非相似結(jié)構(gòu)下的真假件混合異構(gòu)，這種混合異構(gòu)構(gòu)架強(qiáng)調(diào)的真件與模型的信號(hào)交互、時(shí)間同步、運(yùn)算指令的發(fā)出與執(zhí)行，從而共同構(gòu)成飛控系統(tǒng)仿真平臺(tái)。
[0021]本發(fā)明所述的基于心跳時(shí)間同步的系統(tǒng)論述的是總分式的心跳時(shí)間同步方法，由總線系統(tǒng)發(fā)出三余度心跳波形，分別與接入系統(tǒng)中的各個(gè)模型、真件的各自心跳頻率進(jìn)行三次比對，通過誤差計(jì)算分析，判斷是否需要誤差校正，從而達(dá)到時(shí)間同步的目的。所述的基于心跳時(shí)間同步的系統(tǒng)是一種總分式多冗余的心跳時(shí)間同步方法。
[0022]本發(fā)明采用三個(gè)飛行控制模塊單元、四個(gè)作動(dòng)器控制電子單元、總線管理單元、以及綜合仿真單元等外設(shè)設(shè)備，共同構(gòu)成可以真件模型混合異構(gòu)的地面使用的飛控系統(tǒng)仿真-ψ-1 口 O
[0023 ]本發(fā)明所述平臺(tái)還支持以下功能:
1)支持飛控系統(tǒng)12種不同架構(gòu)的權(quán)衡與評估；
2)支持飛控作動(dòng)器8種作動(dòng)策略的權(quán)衡與評估；
3)支持飛控系統(tǒng)96種混合異構(gòu)的綜合仿真；
4)支持飛控系統(tǒng)部分真件至全部真件的替代及測試；
5)支持飛控計(jì)算機(jī)、作動(dòng)器控制電子、作動(dòng)器的評估與驗(yàn)證；
6)支持飛控系統(tǒng)總線的仿真及測試；
7)支持不同飛控系統(tǒng)總線的評估與驗(yàn)證；
8)支持飛控系統(tǒng)控制算法的開發(fā)及測試；
9)支持作動(dòng)器控制算法的開發(fā)與測試。
[0024]以上所述的實(shí)施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的【具體實(shí)施方式】的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種民用飛機(jī)飛控系統(tǒng)混合異構(gòu)仿真平臺(tái)，用于實(shí)現(xiàn)物理真件和仿真模型的混合異構(gòu)飛控系統(tǒng)仿真、測試與驗(yàn)證，其特征在于，所述平臺(tái)包括: 作動(dòng)器控制電子單元，所述作動(dòng)器控制電子單元用于作動(dòng)器控制電子模型與作動(dòng)器控制電子模塊真件的 對應(yīng)； 飛行控制模塊單元，所述飛行控制模塊單元用于實(shí)現(xiàn)飛行控制仿真模型與飛控控制模塊真件的 對應(yīng)； 總線管理單元，所述總線管理單元用于實(shí)現(xiàn)飛控系統(tǒng)混合異構(gòu)仿真平臺(tái)的冗余管理，異構(gòu)管理及同步管理； 所述作動(dòng)器控制電子單元連接飛行控制模塊單元，所述總線管理單元同時(shí)連接作動(dòng)器控制電子單元和飛行控制模塊單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平臺(tái)，其特征在于，所述飛行控制模塊單元可實(shí)現(xiàn)一個(gè)真件替代、部分真件替代、全部真件替代的無縫式真假件混合異構(gòu)仿真，輸出飛行控制中的各種控制模式指令，并發(fā)送給作動(dòng)器控制電子。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平臺(tái)，其特征在于，所述的飛行控制模塊單元包括三種軟硬件非相似的混合異構(gòu)飛行控制模塊，在全模型構(gòu)型、一模型兩真件構(gòu)型、兩模型一真件構(gòu)型和全真件構(gòu)型下提供飛控系統(tǒng)主-主-主、主-主-從、主-從-從共計(jì)12種飛行控制架構(gòu)的權(quán)衡分析，并根據(jù)上述12種飛行控制架構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，從系統(tǒng)安全性、可靠性、系統(tǒng)運(yùn)算性能、響應(yīng)時(shí)間、同步關(guān)系角度綜合評價(jià)混合異構(gòu)模型的效能和特點(diǎn)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平臺(tái)，其特征在于，所述作動(dòng)器控制電子單元可實(shí)現(xiàn)一個(gè)真件替代、部分真件替代、全部真件替代的無縫式真假件混合異構(gòu)仿真，執(zhí)行飛控控制單元發(fā)出的指令，執(zhí)行作動(dòng)系統(tǒng)的作動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平臺(tái)，其特征在于，所述的作動(dòng)器控制電子單元包括四種軟硬件非相似的混合異構(gòu)作動(dòng)器控制模塊，在全模型構(gòu)型、一模型三真件構(gòu)型、兩模型兩真件構(gòu)型、三模型一真件構(gòu)型、全真件構(gòu)型下，執(zhí)行飛行控制模塊指令，或直接運(yùn)行作動(dòng)器控制電子中的控制算法，并提供8種作動(dòng)策略，從作動(dòng)系統(tǒng)的安全性、執(zhí)行效率、響應(yīng)時(shí)間角度綜合評估作動(dòng)器系統(tǒng)的效能和特點(diǎn)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的平臺(tái)，其特征在于，所述的總線管理單元提供基于心跳時(shí)間觸發(fā)的同步算法，用于同步接入總線系統(tǒng)的飛控控制模型與真件、作動(dòng)器控制電子模型與真件。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的平臺(tái)，其特征在于，所述平臺(tái)還包括: 綜合控制單元，所述單元用于實(shí)現(xiàn)飛控系統(tǒng)的全過程仿真管理，飛控計(jì)算機(jī)、作動(dòng)器控制電子真件接入與上述仿真模型的無縫對接，為平臺(tái)提供可執(zhí)行、可異構(gòu)、可混合的技術(shù)方法; 視景顯示單元，所述單元用于飛機(jī)模型、飛控計(jì)算機(jī)模型、作動(dòng)器控制電子模型顯示，以及對應(yīng)的飛控系統(tǒng)各部件真件簡圖頁混合異構(gòu)顯示； 操縱指令單元，所述單元用于產(chǎn)生仿真與實(shí)際真件接入后的控制指令生成，記錄，保存； 綜合仿真單元，所述單元用于實(shí)現(xiàn)飛機(jī)仿真模型，設(shè)置虛擬交聯(lián)的航電設(shè)備模型，提供各種飛行包線下的航電缺省參數(shù)的輸入與輸出交互指令； 接口仿真單元，所述單元提供多種1雙向映射關(guān)系。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平臺(tái)，其特征在于，所述綜合控制單元用于裁剪和補(bǔ)充飛控控制模型與真件之間、作動(dòng)器控制電子模型與真件之間的差異，保護(hù)飛控系統(tǒng)數(shù)字化仿真模型到飛控系統(tǒng)全真件平臺(tái)的無縫連接。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的平臺(tái)，其特征在于，所述接口仿真單元用于測試系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)幀，同步方式，同步性能參數(shù)仿真。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的平臺(tái)，其特征在于，所述平臺(tái)在部分真件、部分仿真模型混合異構(gòu)仿真下，在真件構(gòu)型確定情況下用于驗(yàn)證仿真模型的逼真度，在仿真模型構(gòu)型確定情況下用于測試真件模塊的完整性。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK106055728SQ201610245499
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】李喜玉, 熊斯, 白志強(qiáng)
【申請人】中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司北京民用飛機(jī)技術(shù)研究中心, 中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司