專利名稱：飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種仿真平臺，尤其是一種飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺。
背景技術(shù)：
目前電子設(shè)備的使用日趨廣泛，在汽車、高速列車、大型船舶以及航空航天飛行器等領(lǐng)域當(dāng)中，電子系統(tǒng)的復(fù)雜程度越來越高。為了保證單個電子設(shè)備以至整個電子系統(tǒng)的安全，在電子系統(tǒng)投入使用之前需要對其進行全方位的測試與修正。現(xiàn)有對復(fù)雜電子系統(tǒng)的測試平臺，一般需要等到整個系統(tǒng)的電子設(shè)備全部到齊或基本到齊才可以進行系統(tǒng)級別的測試，有的電子系統(tǒng)測試甚至要等到實驗樣機完成后才可以進行。現(xiàn)有方法對電子系統(tǒng)的測試效率很低，而且許多樣機難以完成的危險性項目不能夠進行測試，影響對整體電子系統(tǒng)的性能評估，加大電子系統(tǒng)的使用風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是補充現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺，建立了包括機體模型、模擬環(huán)境模型、電子設(shè)備模型在內(nèi)的系統(tǒng)激勵模型，仿真平臺針對被測電子設(shè)備的信號特性，建立了與之對應(yīng)信號的信號發(fā)生系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，通過集中配線控制模塊能夠選通連接需要激勵的被測電子設(shè)備，用戶針對所要測試的具體環(huán)節(jié)能進行仿真測試。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺，包括系統(tǒng)激勵模型、模擬視景顯示系統(tǒng)、模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)、中央數(shù)據(jù)處理單元、用戶指令干預(yù)系統(tǒng)、信號發(fā)生系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)、集中配線控制模塊、電源管理系統(tǒng)、外部數(shù)據(jù)接口 ；中央數(shù)據(jù)處理單元連接用戶指令干預(yù)系統(tǒng)、集中配線控制模塊、信號發(fā)生系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)、外部數(shù)據(jù)接口、電源管理系統(tǒng)、系統(tǒng)激勵模型、模擬視景顯示系統(tǒng)和模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)；集中配線控制模塊連接外部數(shù)據(jù)接口、用戶指令干預(yù)系統(tǒng)、信號發(fā)生系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)和電源管理系統(tǒng)；系統(tǒng)激勵模型連接模擬視景顯示系統(tǒng)、模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)；所述系統(tǒng)激勵模型包括機體模型、模擬環(huán)境模型、電子設(shè)備模型、軟件接口 ；機體模型模擬機體的結(jié)構(gòu)，以及模擬飛行控制和條件參數(shù)對機體飛行的影響，并將機體模型模擬數(shù)據(jù)傳遞給電子設(shè)備模型；模擬環(huán)境模型向機體模型提供模擬的外部環(huán)境，即向機體模型提供外部環(huán)境的作用條件；電子設(shè)備模型中內(nèi)建了一個或多個被測電子設(shè)備的邏輯模型，電子設(shè)備模型能夠響應(yīng)機體模型和模擬環(huán)境模型傳遞的數(shù)據(jù)，同時能夠響應(yīng)模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)的控制信號，產(chǎn)生相應(yīng)的原始激勵信號，原始激勵信號通過軟件接口發(fā)送給中央數(shù)據(jù)處理單元進行編碼，隨后編碼后的原始激勵信號被發(fā)送到信號發(fā)生系統(tǒng)，信號發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生被測電子設(shè)備能夠識別的實際激勵信號，并通過集中配線控制模塊傳給實際的被測電子設(shè)備；所述模擬視景顯示系統(tǒng)為用戶提供可視化環(huán)境，能夠給用戶提供逼真的視覺效果;所述模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)為測試提供可視化的操作界面，能夠向系統(tǒng)激勵模型提供控制信號，也能夠與中央數(shù)據(jù)處理單元進行數(shù)據(jù)交互；所述數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)對被測電子系統(tǒng)的總線上的數(shù)據(jù)進行采集，然后反饋給模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)，使得模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)能夠監(jiān)視被測電子設(shè)備的工作狀態(tài)；所述信號發(fā)生系統(tǒng)根據(jù)被測電子設(shè)備所需要的信號特性，依據(jù)編碼后的原始激勵信號，產(chǎn)生被測電子設(shè)備能夠識別的實際激勵信號；所述集中配線控制模塊用于管理飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺與被測電子系統(tǒng)的配線，通過集中配線控制模塊能夠選通連接需要激勵的被測電子設(shè)備；所述中央數(shù)據(jù)處理單元是具有數(shù)據(jù)處理功能和圖像處理功能的計算機硬件，它用于協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)直接數(shù)據(jù)交互，向各子系統(tǒng)分配數(shù)據(jù)接口，存儲和管理各子系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；所述電源管理系統(tǒng)對被測電子系統(tǒng)中各被測電子設(shè)備進行供電的遠(yuǎn)程控制管理，能夠模擬設(shè)備掉電或者供電不足的危險情況，為被測電子系統(tǒng)提供設(shè)備掉電測試環(huán)境，從而能夠觀察被測電子系統(tǒng)在單個或多個被測電子設(shè)備掉電的情況下的工作情況；所述外部數(shù)據(jù)接口向第三方測試設(shè)備提供軟硬件接口 ；所述用戶指令干預(yù)系統(tǒng)供用戶通過軟件指令對飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺進行控制，用戶通過軟件指令以手動模式能夠產(chǎn)生系統(tǒng)激勵模型不能產(chǎn)生的原始激勵信號。進一步地，所述機體模型包括飛行器外形結(jié)構(gòu)模型、發(fā)動機模型和飛行模擬模型。進一步地，所述飛行器外形結(jié)構(gòu)模型的內(nèi)容包括機體長度、翼展尺寸、控制舵面位置、機體受力面積、機體重量。進一步地，所述發(fā)動機模型的內(nèi)容包括發(fā)動機類型、發(fā)動機推力。進一步地，所述飛行模擬模型的內(nèi)容包括飛行控制律、飛行狀態(tài)、預(yù)飛條件設(shè)置參數(shù)。進一步地，所述模擬環(huán)境模型包括全球?qū)Ш郊暗匦蔚貓D模型和大氣環(huán)境控制模型。優(yōu)選地，所述模擬視景系統(tǒng)具有第三方視景軟件接口，能夠通過加載第三方視景軟件方式提供相應(yīng)的可視化環(huán)境。本發(fā)明的優(yōu)勢在于，可以通過建立電子設(shè)備模型庫，根據(jù)客戶需求快速搭建相應(yīng)的電子系統(tǒng)模型，能夠在短時間內(nèi)建立開放架構(gòu)式的電子系統(tǒng)測試平臺。可以通過模型激勵的方式對一臺或幾臺電子設(shè)備進行測試，不用等到整個電子系統(tǒng)或樣機完成之后才可以進行測試實驗。用戶可以模擬危險和復(fù)雜測試環(huán)境，向被測電子系統(tǒng)進行激勵信號注入，降低單純通過樣機進行實驗的風(fēng)險和成本。系統(tǒng)可以通過集中配線控制模塊靈活控制測試環(huán)節(jié)，實現(xiàn)對被測電子系統(tǒng)的全方位測試。本發(fā)明不僅可以對電子系統(tǒng)的性能進行測試，還可以對系統(tǒng)的構(gòu)架進行評估，輔助設(shè)計人員進行排故和修正。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明提出的飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺，主要用于飛行器的電子系統(tǒng)的測試，如圖1所示—種飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺，其特征在于包括系統(tǒng)激勵模型、模擬視景顯示系統(tǒng)、模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)、中央數(shù)據(jù)處理單元、用戶指令干預(yù)系統(tǒng)、信號發(fā)生系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)、集中配線控制模塊、電源管理系統(tǒng)、外部數(shù)據(jù)接口 ；中央數(shù)據(jù)處理單元連接用戶指令干預(yù)系統(tǒng)、集中配線控制模塊、信號發(fā)生系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)、外部數(shù)據(jù)接口、電源管理系統(tǒng)、系統(tǒng)激勵模型、模擬視景顯示系統(tǒng)和模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)；集中配線控制模塊連接外部數(shù)據(jù)接口、用戶指令干預(yù)系統(tǒng)、信號發(fā)生系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)和電源管理系統(tǒng)；系統(tǒng)激勵模型連接模擬視景顯示系統(tǒng)、模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)；所述系統(tǒng)激勵模型包括機體模型、模擬環(huán)境模型、電子設(shè)備模型、軟件接口 ；機體模型模擬機體的結(jié)構(gòu)，以及模擬飛行控制和條件參數(shù)對機體飛行的影響，并將機體模型模擬數(shù)據(jù)傳遞給電子設(shè)備模型；模擬環(huán)境模型向機體模型提供模擬的外部環(huán)境，即向機體模型提供外部環(huán)境的作用條件；用戶可以通過模擬環(huán)境模型提供的控制界面更改外部環(huán)境；電子設(shè)備模型中內(nèi)建了一個或多個被測電子設(shè)備的邏輯模型，電子設(shè)備模型能夠響應(yīng)機體模型和模擬環(huán)境模型傳遞的數(shù)據(jù)，同時能夠響應(yīng)模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)的控制信號，產(chǎn)生相應(yīng)的原始激勵信號，原始激勵信號通過軟件接口發(fā)送給中央數(shù)據(jù)處理單元進行編碼，隨后編碼后的原始激勵信號被發(fā)送到信號發(fā)生系統(tǒng)，信號發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生被測電子設(shè)備能夠識別的實際激勵信號，并通過集中配線控制模塊傳給實際的被測電子設(shè)備；所述模擬視景顯示系統(tǒng)為用戶提供可視化環(huán)境，能夠給用戶提供逼真的視覺效果(如外部視覺狀況、航線氣象等);所述模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)為測試提供可視化的操作界面，能夠向系統(tǒng)激勵模型提供控制信號，也能夠與中央數(shù)據(jù)處理單元進行數(shù)據(jù)交互。在真實儀表系統(tǒng)裝配使用之前，模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)中的模擬儀表可以向用戶提供近似真實儀表的顯示內(nèi)容，模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)中的模擬控制按鈕和模擬開關(guān)可以用于輸入控制信號。模擬儀表也可以用于對真實儀表系統(tǒng)的性能評估。所述數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)對被測電子系統(tǒng)的總線上的數(shù)據(jù)進行采集，然后反饋給模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)，使得模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)能夠監(jiān)視被測電子設(shè)備的工作狀態(tài)；所述信號發(fā)生系統(tǒng)根據(jù)被測電子設(shè)備(也就是被激勵電子設(shè)備)所需要的信號特性，依據(jù)編碼后的原始激勵信號，產(chǎn)生被測電子設(shè)備能夠識別的實際激勵信號；信號發(fā)生系統(tǒng)主要通過前期總體電子系統(tǒng)設(shè)計方案和選用電子設(shè)備輸入輸出信號特性來確定它的接口設(shè)計方案。所述集中配線控制模塊用于管理飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺與被測電子系統(tǒng)的配線，通過集中配線控制模塊能夠選通連接需要激勵的被測電子設(shè)備；可以通過軟件設(shè)置來調(diào)整需要進行連接的被測電子設(shè)備的范圍，從單個被測電子設(shè)備到整個被測電子系統(tǒng)。用戶可以對集中配線控制模塊進行管理，能夠快速準(zhǔn)確的定位被測電子設(shè)備。
所述中央數(shù)據(jù)處理單元是具有數(shù)據(jù)處理功能和圖像處理功能的計算機硬件，它用于協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)直接數(shù)據(jù)交互，向各子系統(tǒng)分配數(shù)據(jù)接口，存儲和管理各子系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；所述子系統(tǒng)指系統(tǒng)激勵模型、模擬視景顯示系統(tǒng)、模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)、用戶指令干預(yù)系統(tǒng)、信號發(fā)生系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)、集中配線控制模塊、電源管理系統(tǒng)、外部數(shù)據(jù)接口等;所述電源管理系統(tǒng)對被測電子系統(tǒng)中各被測電子設(shè)備進行供電的遠(yuǎn)程控制管理，能夠模擬設(shè)備掉電或者供電不足的危險情況，為被測電子系統(tǒng)提供設(shè)備掉電測試環(huán)境，從而能夠觀察被測電子系統(tǒng)在單個或多個被測電子設(shè)備掉電的情況下的工作情況；所述外部數(shù)據(jù)接口向第三方測試設(shè)備提供軟硬件接口 ；對于本仿真平臺無法進行仿真和監(jiān)測的特殊信號，通過外部數(shù)據(jù)接口，就可以引入第三方測試設(shè)備完成測試仿真工作。對于滿足接口協(xié)議的其它電子設(shè)備，也可以接入本仿真平臺進行測試，這樣提高了本仿真平臺的可擴展性，也降低了研發(fā)成本和測試風(fēng)險。所述用戶指令干預(yù)系統(tǒng)供用戶通過軟件指令對飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺進行控制，用戶通過軟件指令以手動模式能夠產(chǎn)生系統(tǒng)激勵模型不能產(chǎn)生的原始激勵信號；軟件指令的主要內(nèi)容包括控制模式選擇指令(手動產(chǎn)生原始激勵信號或者系統(tǒng)激勵模型產(chǎn)生原始激勵信號)、激勵信號的發(fā)送與接收指令、數(shù)據(jù)的保存與加載指令、集中配線控制模塊與被測電子系統(tǒng)總線的連接與斷開指令等。所述機體模型包括飛行器外形結(jié)構(gòu)模型、發(fā)動機模型和飛行模擬模型。所述飛行器外形結(jié)構(gòu)模型的內(nèi)容包括機體長度、翼展尺寸、控制舵面位置、機體受力面積、機體重量。 所述發(fā)動機模型的內(nèi)容包括發(fā)動機類型、發(fā)動機推力。所述飛行模擬模型的內(nèi)容包括飛行控制律、飛行狀態(tài)、預(yù)飛條件設(shè)置參數(shù)。所述模擬環(huán)境模型包括全球?qū)Ш郊暗匦蔚貓D模型和大氣環(huán)境控制模型。優(yōu)選地，所述模擬視景系統(tǒng)具有第三方視景軟件接口，能夠通過加載第三方視景軟件方式提供相應(yīng)的可視化環(huán)境。本實施例以航空電子系統(tǒng)為例，來說明飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺中一些主要模塊的建立過程和測試飛行器電子系統(tǒng)的簡要過程。航空電子系統(tǒng)，以下簡稱航電系統(tǒng)，是結(jié)構(gòu)和應(yīng)用環(huán)境都較為復(fù)雜的一種電子系統(tǒng)，通常需要在飛行器樣機完成之前對航電系統(tǒng)進行全面測試，以及測試一些在飛行器樣機上不能進行的危險項目。一、系統(tǒng)激勵模型(即本例中的航電系統(tǒng)激勵模型)的建立。航電系統(tǒng)激勵模型包括飛行器機體模型，飛行環(huán)境模型，航電設(shè)備模型，分別對應(yīng)本文中前述的機體模型、模擬環(huán)境模型、電子設(shè)備模型。I)飛行器機體模型建立飛行器機體模型主要是通過軟件工具(如CATIA、UG等軟件)建立飛行器外形結(jié)構(gòu)模型、發(fā)動機模型、飛行模擬模型。a)飛行器外形結(jié)構(gòu)模型是主要和飛行器機體結(jié)構(gòu)有關(guān)的模型，內(nèi)容包括機體長度、翼展尺寸、控制舵面位置、機體受力面積、機體重量等。b)發(fā)動機模型的內(nèi)容包括發(fā)動機類型、發(fā)動機推力等。
c)飛行模擬模型主要提供飛行控制律、飛行狀態(tài)、預(yù)飛條件設(shè)置參數(shù)等。本發(fā)明提供了可配置的飛行模擬模型，這種模型提供了六自由度的開閉環(huán)控制方
式，所述六自由度是指飛行器在空中運動，隨質(zhì)心平動的速度f= 和繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動角速度蒎=、的六個自由度。用戶可以根據(jù)具體設(shè)計方案，結(jié)合飛行器外形結(jié)構(gòu)模型，對飛
W
行器的飛行控制律進行設(shè)定，使之符合樣機設(shè)計要求。飛行控制律是指飛行器在飛行過程中，飛行器控制系統(tǒng)中執(zhí)行機構(gòu)的輸出量與各控制信號間的函數(shù)關(guān)系。本飛行模擬模型提供了自由度靈活的飛行狀態(tài)，主要用于輸出飛行器飛行過程中的姿態(tài)數(shù)據(jù)。預(yù)飛條件設(shè)置參數(shù)為用戶提供模擬飛行的參數(shù)選擇功能，這些參數(shù)用于影響飛行器機體模型在模擬飛行過程中的狀態(tài)，這些參數(shù)主要包括高度，磁航向，真空速，飛行器總
重，燃油量等。飛行模擬模型可以接受發(fā)動機模型和飛行器外形結(jié)構(gòu)模型傳遞的控制數(shù)據(jù)，同時可以接受來自模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)的飛行控制量和開關(guān)量的控制，如油門控制、襟翼與縫翼控制、起落裝置控制、擾流板控制、俯仰配平控制、剎車控制和發(fā)動機開關(guān)控制等。飛行模擬模型可以兼容手動飛行和自動飛行兩種模式。2)飛行環(huán)境模型飛行環(huán)境模型包括全球?qū)Ш郊暗匦蔚貓D模型和大氣環(huán)境控制模型。全球?qū)Ш郊暗匦蔚貓D模型提供全球?qū)Ш降臄?shù)據(jù)庫和導(dǎo)航模型，本模型可以模擬在世界上各地區(qū)的飛行時的地理數(shù)據(jù)和導(dǎo)航數(shù)據(jù)，同時可以模擬飛行器與地面導(dǎo)航臺(如無線電全向信標(biāo)地面臺，儀表著陸系統(tǒng)，測距機等)進行調(diào)諧和通信，并且可以模擬按照外部飛行管理系統(tǒng)提供的飛行計劃進行飛行。本模型提供飛行器機體模型的經(jīng)緯度坐標(biāo)和海拔信息。 大氣環(huán)境控制模型可以模擬提供風(fēng)環(huán)境控制和環(huán)境溫度控制。風(fēng)環(huán)境控制包括風(fēng)向(水平和垂直)和風(fēng)速的設(shè)定，可以對空氣中紊流進行設(shè)定。環(huán)境溫度控制包括對海平面溫度進行設(shè)置。通過對大氣環(huán)境的控制，可以真實模擬不同飛行環(huán)境對飛行器性能的影響，提高了測試仿真環(huán)境的真實性和有效性。3)航電設(shè)備模型根據(jù)被測航電設(shè)備的功能特性，建立航電設(shè)備的邏輯模型(即被測電子設(shè)備的邏輯模型)。航電設(shè)備的邏輯模型可以模擬實際的被測航電設(shè)備的邏輯功能。航電設(shè)備模型能夠接收并響應(yīng)飛行器機體模型和飛行環(huán)境模型傳遞的信號，產(chǎn)生相對應(yīng)的需要激勵的被測航電設(shè)備的原始激勵信號。原始激勵信號被發(fā)送給中央數(shù)據(jù)處理單元進行編碼處理。二、模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)的建立。a)根據(jù)需要的顯示儀表設(shè)備的顯示內(nèi)容和顯示模式，使用軟件建立虛擬的顯示系統(tǒng)，也就是模擬儀表；通過模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)的軟件接口，與系統(tǒng)激勵模型建立數(shù)據(jù)映射，從系統(tǒng)激勵模型中獲取需要顯示的數(shù)據(jù)，并顯示在模擬儀表上。
b)根據(jù)飛行器駕駛艙和航電系統(tǒng)的設(shè)計要求，通過軟件建立可視化的模擬控制按鈕和模擬開關(guān)，模擬控制按鈕和模擬開關(guān)可以用于輸入控制信號；控制信號被發(fā)送給系統(tǒng)激勵模型。模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)通過內(nèi)存映射的方式與系統(tǒng)激勵模型進行數(shù)據(jù)交互。三、信號發(fā)生系統(tǒng)的建立。根據(jù)被測航電設(shè)備的信號協(xié)議和信號類型的不同(如RS422、ARINC429、ARINC664、模擬信號、離散信號等)，建立可擴展式的信號發(fā)生系統(tǒng)。根據(jù)被測電子系統(tǒng)內(nèi)的被測航電設(shè)備的數(shù)量、種類以及所需要的信號通道量，建立相應(yīng)的信號發(fā)生模塊。信號發(fā)生模塊連接中央數(shù)據(jù)處理單元，接收從中央數(shù)據(jù)處理單元傳來的編碼后的原始激勵信號，產(chǎn)生被測航電設(shè)備能夠識別的實際激勵信號。四、用戶指令干預(yù)系統(tǒng)的建立。根據(jù)測試的要求，建立相應(yīng)的軟件指令，用戶可以通過軟件指令對飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺進行控制。軟件指令的主要內(nèi)容包括控制模式選擇指令(手動產(chǎn)生原始激勵信號或者系統(tǒng)激勵模型產(chǎn)生原始激勵信號)、激勵信號的發(fā)送與接收指令、數(shù)據(jù)的保存與加載指令、集中配線控制模塊與被測電子系統(tǒng)總線的連接與斷開指令等。當(dāng)在某些特殊情況下，系統(tǒng)激勵模型不能產(chǎn)生一些特殊的原始激勵信號時，用戶可以通過軟件指令以手動模式去產(chǎn)生那些特殊的原始激勵信號。本飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺建立以后，可以對飛行器樣機機體結(jié)構(gòu)及機體各控制舵面進行仿真，可以對樣機的飛行環(huán)境進行仿真，可以對樣機所用電子設(shè)備的內(nèi)部邏輯和數(shù)據(jù)接口進行仿真，進而產(chǎn)生相應(yīng)的被測電子設(shè)備的實際激勵信號，發(fā)送給被測電子設(shè)備。隨后可以觀察被測電子設(shè)備的工作狀態(tài)，或者對被測電子設(shè)備功能進行評估。應(yīng)用本發(fā)明的實驗測試過程如下a.配置系統(tǒng)激勵模型以滿足實際的被測電子系統(tǒng)的要求；設(shè)置預(yù)飛條件，使機體模型工作穩(wěn)定后的飛行狀態(tài)符合測試要求；設(shè)置全球?qū)Ш郊暗匦蔚貓D和大氣環(huán)境，提供系統(tǒng)激勵模型的外部環(huán)境。b.系統(tǒng)激勵模型進入穩(wěn)定工作狀態(tài)，選擇需要進行測試的被測電子設(shè)備(通過集中配線控制模塊來選通)，建立測試回路。系統(tǒng)激勵模型發(fā)出原始激勵信號，信號發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生實際激勵信號，對被測電子設(shè)備進行激勵，然后數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)讀取被測電子設(shè)備的反饋信息，反饋給模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)。被測電子設(shè)備的狀態(tài)能夠在模擬儀表上顯示。c.通過模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)中的模擬控制按鈕和模擬開關(guān)，向系統(tǒng)激勵模型提供控制信號，改變系統(tǒng)激勵模型狀態(tài)，重新激勵被測電子設(shè)備，監(jiān)視被測電子設(shè)備的工作狀態(tài)，或者對被測電子設(shè)備功能進行評估。d.當(dāng)被測電子設(shè)備所需要的激勵信號超出了系統(tǒng)激勵模型所能產(chǎn)生的原始激勵信號的范圍，則可以利用用戶指令干預(yù)系統(tǒng)，采用手動模式輸入軟件指令，產(chǎn)生原始激勵信號，去激勵被測電子設(shè)備，然后監(jiān)視被測電子設(shè)備的工作狀態(tài)，或者對被測電子設(shè)備功能進行評估。e.通過集中配線控制模塊更換連接的被測電子設(shè)備，對其它被測電子設(shè)備重復(fù)上述步驟b、C、d,完成測試計劃。f.輸出測試數(shù)據(jù)，對被測電子系統(tǒng)(本例即航電系統(tǒng))進行修正。
權(quán)利要求
1.一種飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺，其特征在于包括系統(tǒng)激勵模型、模擬視景顯示系統(tǒng)、模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)、中央數(shù)據(jù)處理單元、用戶指令干預(yù)系統(tǒng)、信號發(fā)生系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)、集中配線控制模塊、電源管理系統(tǒng)、外部數(shù)據(jù)接口 ； 中央數(shù)據(jù)處理單元連接用戶指令干預(yù)系統(tǒng)、集中配線控制模塊、信號發(fā)生系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)、外部數(shù)據(jù)接口、電源管理系統(tǒng)、系統(tǒng)激勵模型、模擬視景顯示系統(tǒng)和模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)；集中配線控制模塊連接外部數(shù)據(jù)接口、用戶指令干預(yù)系統(tǒng)、信號發(fā)生系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)和電源管理系統(tǒng)；系統(tǒng)激勵模型連接模擬視景顯示系統(tǒng)、模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)； 所述系統(tǒng)激勵模型包括機體模型、模擬環(huán)境模型、電子設(shè)備模型、軟件接口 ；機體模型模擬機體的結(jié)構(gòu)，以及模擬飛行控制和條件參數(shù)對機體飛行的影響，并將機體模型模擬數(shù)據(jù)傳遞給電子設(shè)備模型；模擬環(huán)境模型向機體模型提供模擬的外部環(huán)境，即向機體模型提供外部環(huán)境的作用條件；電子設(shè)備模型中內(nèi)建了一個或多個被測電子設(shè)備的邏輯模型，電子設(shè)備模型能夠響應(yīng)機體模型和模擬環(huán)境模型傳遞的數(shù)據(jù)，同時能夠響應(yīng)模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)的控制信號，產(chǎn)生相應(yīng)的原始激勵信號，原始激勵信號通過軟件接口發(fā)送給中央數(shù)據(jù)處理單元進行編碼，隨后編碼后的原始激勵信號被發(fā)送到信號發(fā)生系統(tǒng)，信號發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生被測電子設(shè)備能夠識別的實際激勵信號，并通過集中配線控制模塊傳給實際的被測電子設(shè)備； 所述模擬視景顯示系統(tǒng)為用戶提供可視化環(huán)境，能夠給用戶提供逼真的視覺效果；所述模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)為測試提供可視化的操作界面，能夠向系統(tǒng)激勵模型提供控制信號，也能夠與中央數(shù)據(jù)處理單元進行數(shù)據(jù)交互； 所述數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)對被測電子系統(tǒng)的總線上的數(shù)據(jù)進行采集，然后反饋給模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)，使得模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)能夠監(jiān)視被測電子設(shè)備的工作狀態(tài)； 所述信號發(fā)生系統(tǒng)根據(jù)被測電子設(shè)備所需要的信號特性，依據(jù)編碼后的原始激勵信號，產(chǎn)生被測電子設(shè)備能夠識別的實際激勵信號； 所述集中配線控制模塊用于管理飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺與被測電子系統(tǒng)的配線，通過集中配線控制模塊能夠選通連接需要激勵的被測電子設(shè)備； 所述中央數(shù)據(jù)處理單元是具有數(shù)據(jù)處理功能和圖像處理功能的計算機硬件，它用于協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)直接數(shù)據(jù)交互，向各子系統(tǒng)分配數(shù)據(jù)接口，存儲和管理各子系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)； 所述電源管理系統(tǒng)對被測電子系統(tǒng)中各被測電子設(shè)備進行供電的遠(yuǎn)程控制管理，能夠模擬設(shè)備掉電或者供電不足的危險情況，為被測電子系統(tǒng)提供設(shè)備掉電測試環(huán)境，從而能夠觀察被測電子系統(tǒng)在單個或多個被測電子設(shè)備掉電的情況下的工作情況； 所述外部數(shù)據(jù)接口向第三方測試設(shè)備提供軟硬件接口； 所述用戶指令干預(yù)系統(tǒng)供用戶通過軟件指令對飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺進行控制，用戶通過軟件指令以手動模式能夠產(chǎn)生系統(tǒng)激勵模型不能產(chǎn)生的原始激勵信號。
2.如權(quán)利要求1所述的飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺，其特征在于所述機體模型包括飛行器外形結(jié)構(gòu)模型、發(fā)動機模型和飛行模擬模型。
3.如權(quán)利要求2所述的飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺，其特征在于所述飛行器外形結(jié)構(gòu)模型的內(nèi)容包括機體長度、翼展尺寸、控制舵面位置、機體受力面積、機體重量。
4.如權(quán)利要求2所述的飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺，其特征在于所述發(fā)動機模型的內(nèi)容包括發(fā)動機類型、發(fā)動機推力。
5.如權(quán)利要求2所述的飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺，其特征在于所述飛行模擬模型的內(nèi)容包括飛行控制律、飛行狀態(tài)、預(yù)飛條件設(shè)置參數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺，其特征在于所述模擬環(huán)境模型包括全球?qū)Ш郊暗匦蔚貓D模型和大氣環(huán)境控制模型。
7.如權(quán)利要求1所述的飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺，其特征在于所述模擬視景系統(tǒng)具有第三方視景軟件接口，能夠通過加載第三方視景軟件方式提供相應(yīng)的可視化環(huán)境。
全文摘要
本發(fā)明提供一種飛行器電子系統(tǒng)的模型激勵仿真平臺，包括系統(tǒng)激勵模型、模擬視景顯示系統(tǒng)、模擬儀表與開關(guān)系統(tǒng)、中央數(shù)據(jù)處理單元、用戶指令干預(yù)系統(tǒng)、信號發(fā)生系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)、集中配線控制模塊、電源管理系統(tǒng)、外部數(shù)據(jù)接口；系統(tǒng)激勵模型包括機體模型、模擬環(huán)境模型、電子設(shè)備模型、軟件接口；機體模型模擬機體的結(jié)構(gòu)，以及模擬飛行控制和條件參數(shù)對機體飛行的影響，并將機體模型模擬數(shù)據(jù)傳遞給電子設(shè)備模型；模擬環(huán)境模型向機體模型提供模擬的外部環(huán)境，電子設(shè)備模型中內(nèi)建了一個或多個被測電子設(shè)備的邏輯模型。本發(fā)明用于飛行器電子系統(tǒng)的測試。
文檔編號G06F17/50GK103065022SQ20131002768
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月24日
發(fā)明者宋益平, 李家遠(yuǎn), 袁侃 申請人:無錫華航電子科技有限責(zé)任公司