一种基于缩比飞机模型与模拟驾驶舱的集成化试验平台 |
|||||||
| 申请号 | CN202410170150.0 | 申请日 | 2024-02-06 | 公开(公告)号 | CN118011864A | 公开(公告)日 | 2024-05-10 |
| 申请人 | 中国商用飞机有限责任公司; 中国商用飞机有限责任公司民用飞机试飞中心; | 发明人 | 刘超强; 郝雯超; 侯洋浩; 刘升龙; 刘颖; | ||||
| 摘要 | 本公开的一方面涉及一种集成化试验平台系统，包括： 驾驶舱 模拟子系统，包括模拟座舱以及驾驶舱各系统仿真模型模 块 ，用于从模拟座舱接收操控信息，并基于操控信息进行仿真运算以提供飞控活动 舵 面 信号 和 发动机 转速、 起落架 收放、无线电高度等机载设备信号；主飞控仿真子系统，包括：缩比飞机模型，包括活动舵面和 传感器 ，其中活动舵面对来自驾驶舱各系统仿真模型模块的飞控活动舵面信号作出相应舵面响应，并且传感器采集所述活动舵面的实时舵面数据并将实时舵面数据输出至飞机在回路系统；以及机载航电设备仿真子系统，包括航电仿真器，用于接收并处理来自飞机在回路系统的飞行仿真信号，并将处理所得的飞行仿真参数返回至驾驶舱模拟子系统。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种集成化试验平台系统，包括： |
||||||
| 说明书全文 | 一种基于缩比飞机模型与模拟驾驶舱的集成化试验平台技术领域[0001] 本申请一般涉及飞机在回路地面综合动态试验技术领域，尤其涉及通过构建集成验证平台，实现对飞机在回路试验系统的开发、测试和验证。 背景技术[0002] 航电系统动态仿真试验平台一般包括相互交联的信号采集系统、飞机控制部件、飞机模型系统、综合航电系统、动态仿真控制系统和模式转换开关等。信号采集系统采集飞机控制部件的控制信号，发送给飞机模型系统。飞机模型系统根据飞机控制部件的控制信号和飞行数据包计算出飞机的状态信息和飞行环境数据，输入给综合航电系统。综合航电系统在正常模式下，传感器分系统实际测量飞机的状态信息和飞行环境数据；在仿真模式下，传感器分系统接收飞机模型系统发送的状态信息和飞行环境数据。 [0003] 当前的飞机试验测试平台主要是针对航电和飞控系统机载设备的测试平台，主要为了验证民机机载设备的功能和性能。然而，现阶段还没有针对飞机在回路地面综合动态试验的测试试验平台，使飞机在地面静止状态实现“人在环”的飞行动态模拟。 [0004] 为了开展飞机在回路地面综合动态试验，团队正在开发飞机在回路试验系统，该系统根据飞控响应进行仿真运算，再将仿真运算结果注入到飞机机载系统，形成飞行操纵闭环，以实现在机上地面模拟特殊飞行试验任务场景。然而，飞机在回路试验系统本身的测试与验证存在较大困难。研究发现，该系统的延时较长，且注入飞机的仿真信号存在误差，部分参数误差明显超出可接受范围。为了测试验证该飞机在回路试验系统，需要搭建集成化的测试试验平台来模拟飞机，与该系统连接后实现飞行闭环，以支持对该系统的各项功能、性能指标进行测试验证。 [0005] 因此，本领域需要针对飞机在回路地面综合动态试验的测试试验平台，以实现降低成本、降低运行复杂度、以及更灵活、更准确和更高效的飞机在回路试验系统的闭环测试。发明内容 [0006] 本公开的一方面涉及一种集成化试验平台系统，包括驾驶舱模拟子系统，包括：模拟座舱，用于提供操控信息；以及驾驶舱各系统仿真模型模块，用于从所述模拟座舱接收所述操控信息，并基于所述操控信息进行飞行仿真运算以提供飞控活动舵面信号和机载设备信号；主飞控仿真子系统，包括：缩比飞机模型，所述缩比飞机模型包括活动舵面和传感器，其中所述活动舵面对来自所述驾驶舱各系统仿真模型模块的所述飞控活动舵面信号作出相应舵面响应，并且所述传感器采集所述活动舵面的实时舵面数据并将所述实时舵面数据输出至飞机在回路系统；以及机载航电设备仿真子系统，包括：航电仿真器，用于接收并处理来自所述飞机在回路系统的飞行仿真信号，并将处理所得的飞行仿真参数返回至所述驾驶舱模拟子系统。 [0007] 根据一些示例性实施例，所述主飞控仿真子系统进一步包括舵面和油门信号仿真模型，用于基于来自所述驾驶舱各系统仿真模型模块的所述飞控活动舵面信号形成舵面控制模拟量信号，并将所述舵面控制模拟量信号提供给所述飞机在回路系统。 [0008] 根据一些示例性实施例，所述机载航电设备仿真子系统进一步包括航电设备真件，并且其中所述航电仿真器进一步用于基于来自所述驾驶舱各系统仿真模型模块的所述机载设备信号，为所述航电设备真件提供机载设备仿真信号。 [0009] 根据一些示例性实施例，所述飞机在回路系统为所述航电设备真件提供射频激励信号。 [0010] 根据一些示例性实施例，所述机载航电设备仿真子系统向所述飞机在回路系统提供激励注入信号，并且其中所述航电仿真器接收的来自所述飞机在回路系统的所述飞行仿真信号注入了所述激励注入信号。 [0011] 根据一些示例性实施例，所述激励注入信号包括以下一项或多项或其任何组合：大气信号、惯导信号、以及导航信号。 [0012] 根据一些示例性实施例，所述驾驶舱模拟子系统进一步包括显示仿真模块，用于基于所述航电仿真器返回的所述飞行仿真参数提供飞行视景显示。 [0013] 根据一些示例性实施例，所述驾驶舱模拟子系统进一步包括仿真模型交互模块，用于与所述模拟座舱、所述驾驶舱各系统仿真模型模块、以及所述显示仿真模块进行交互，并向所述主飞控仿真子系统提供所述飞控活动舵面信号和所述机载设备信号。 [0015] 根据一些示例性实施例，所述驾驶舱模拟子系统向所述驾驶舱各系统仿真模型模块提供初始化信息以用于初始化所述飞行仿真运算。 [0017] 图1示出了根据本公开的一方面的一种基于缩比飞机模型与模拟驾驶舱的集成化试验平台的系统示意图。 [0018] 图2示出了根据本公开的另一方面的一种基于缩比飞机模型与模拟驾驶舱的集成化试验平台的系统示意图。 [0019] 图3示出了根据本公开一方面的主飞控仿真子系统的舵面采集原理的示例性实施方式的示意图。 [0020] 图4示出了根据本公开一方面的网络通信模块的示例性实施方式的电路原理图。 [0021] 图5示出了根据本公开一方面的CAN通信模块的示例性实施方式的电路原理图。 [0022] 图6示出了根据本公开一方面的仿真设备信号采集控制模块的示例性实施方式的工作原理图。 [0023] 图7示出了根据本公开一方面的控制软件的示例性实施方式的示意图。 [0024] 图8示出了根据本公开一方面的机载航电设备仿真子系统的示例性实施方式的示意图。 [0025] 图9示出了根据本公开一方面的信号调理箱的示例性实施方式的原理图。 具体实施方式[0026] 在一些技术中，采用真实机载飞控系统和飞控活动翼面组成飞控集成试验台架(铁鸟)的方式来构建机载系统试验环境，实现了从驾驶杆到舵面偏度的真实响应实物模拟。然而，飞控集成试验台架成本高、运行异常复杂，受机载飞控系统构型限制，不易于实现根据飞机在回路试验系统测试所需要的舵面偏度故障异常等工况的模拟。另一方面，飞机在回路试验系统的仿真运算结果需要注入到机载航电设备，再由航电机载设备将大气、惯导、导航等信号传递给驾驶舱显示，以形成飞行操纵闭环。然而，仅飞控集成试验台架环境不具备机载航电系统设备，不能接收处理航电信号，例如不能接收处理大气、惯导、导航等系统设备的激励注入信号。 [0027] 图1示出了根据本公开的一方面的一种基于缩比飞机模型与模拟驾驶舱的集成化试验平台100的系统示意图。 [0028] 根据示例性实施例，根据本公开的集成化试验平台100可包括驾驶舱模拟子系统102、主飞控仿真子系统104(可包括缩比飞机模型)、机载航电设备仿真子系统108(可包括航电设备真件和航电仿真器)，它们一起构成航电试飞仿真验证试验环境，并用于对飞机在回路系统106进行联合试验。 [0029] 根据示例性实施例，驾驶舱模拟子系统102可提供初始化信息设置，并接收模拟座舱对飞机模型的操控信息，开展飞行仿真运算，为主飞控仿真子系统104提供经驾驶舱模拟子系统102本身控制律运算产生的飞控活动舵面信号，为机载航电设备仿真子系统108提供机载设备信号，最终接收经主飞控仿真子系统104、机载航电设备仿真系统108、飞机在回路系统106处理的飞控、油门、导航信息，形成完整的联试回路。 [0030] 根据示例性实施例，主飞控仿真子系统104可提供缩比飞机模型。根据示例性实施例，缩比飞机模型具有例如升降舵、副翼、方向舵、襟翼、缝翼、扰流板、水平安定面等主要活动舵面及其伺服电机、以及传感器(例如，无线倾角传感器)，并根据驾驶舱模拟子系统102和控制律处理输出的舵面信号进行相应舵面响应，同时采集实时舵面数据输出至飞机在回路系统106，完成数据闭环。 [0031] 根据示例性实施例，机载航电设备仿真子系统108接收驾驶舱模拟子系统102输出的航电信息，为机载航电设备仿真子系统108中的航电设备真件提供机载设备仿真信号，例如发动机转速、起落架收放、无线电高度等。根据示例性实施例，机载航电设备仿真子系统108还接收并处理飞机在回路系统106输出的总线信号(例如，飞行仿真信号)，并将处理所得的参数返回至驾驶舱模拟子系统102进行解算。 [0032] 驾驶舱模拟子系统102针对飞机驾驶舱布置进行功能和设备还原，特别是对高升力操纵器件、指示记录仿真显示软件、油门杆、驾驶杆设备进行仿真，为飞机在回路系统106提供数据的实时输入，同时为座舱驾驶员提供显示控制界面。驾驶舱模拟子系统102通过接收飞机在回路系统106输出并由机载航电设备仿真子系统108返回的参数，为航电试飞仿真验证试验环境提供飞行视景显示。 [0033] 根据本公开的集成化试验平台100的航电试飞仿真验证试验环境具备独立运行飞机仿真系统，完成飞行剖面的功能，包括起飞、巡航、降落；能实现与已开发的飞机在回路系统交联，并提供较真实的航电、飞控活动舵面信号，保障交联状态运行正常；能够提供故障识别、典型试飞科目模拟、自动化测试监控功能。 [0034] 图2示出了根据本公开的另一方面的一种基于缩比飞机模型与模拟驾驶舱的集成化试验平台200的系统示意图。 [0035] 图2的基于缩比飞机模型与模拟驾驶舱的集成化试验平台200可包括航电试飞仿真验证试验环境总体架构以及飞机在回路系统。航电试飞仿真验证试验环境总体架构用于对飞机在回路系统进行集成化验证测试。 [0036] 如图2所示，根据示例性实施例，航电试飞仿真验证试验环境总体架构可包括驾驶舱模拟子系统、主飞控仿真子系统、以及机载航电设备仿真子系统。根据本公开的航电试飞仿真验证试验环境能够对飞机在回路系统开展联合试验。 [0037] 根据示例性实施例，驾驶舱模拟子系统可包括模拟座舱模块(例如，仿真件)、驾驶舱各系统仿真模块、显示仿真模块(例如，提供三维视景)、以及仿真模型交互模块中的一者或多者或其任何组合。 [0038] 根据示例性实施例，驾驶舱各系统仿真模块、显示仿真模块(例如，提供三维视景)、以及仿真模型交互模块等中的一者或多者或其任何组合可以运行于仿真计算机中。 [0039] 根据示例性实施例，主飞控仿真子系统可包括缩比飞机模型、无线倾角传感器传输模块、以及舵面和油门信号仿真模型等中的一者或多者或其任何组合。 [0040] 根据示例性实施例，机载航电设备仿真子系统可包括航电设备真件、航电半物理仿真器、和上位机系统控制软件模块(例如，包括试验管理和自动化测试软件)等中的一者或多者或其任何组合。 [0041] 根据示例性实施例，驾驶舱模拟子系统可(例如，通过综合控制软件)提供初始化信息设置，并可(例如，通过数据网络)将初始化信息设置输出至驾驶舱各系统仿真模型模块。 [0042] 根据示例性实施例，驾驶舱各系统仿真模型模块作为驾驶舱模拟子系统的核心，可接收综合控制软件的初始化信息，接收模拟座舱模块对飞机模型的操控信息，并在此基础上开展飞行仿真运算，为主飞控仿真子系统提供经驾驶舱模拟子系统本身控制律运算产生的飞控活动舵面信号，并为机载航电设备仿真子系统提供机载设备信号。 [0043] 根据示例性实施例，驾驶舱各系统仿真模型模块最终可接收经主飞控仿真子系统、机载航电设备仿真系统、飞机在回路系统处理的飞控、油门、导航信息等，形成完整的联试回路。 [0044] 根据示例性实施例，主飞控仿真子系统提供缩比飞机模型。该缩比飞机模型可具有升降舵、副翼、方向舵、襟翼、缝翼、扰流板、水平安定面等主要活动舵面，及其伺服电机和无线倾角传感器，并能够根据驾驶舱各系统仿真模型和控制律处理输出的舵面信号进行相应舵面响应。同时，主飞控仿真子系统还通过无线倾角传感器以及舵面和油门信号仿真器(例如，包括LVDT(线性可变差动变压器)/RVDT(旋转可变差动变压器)信号转换板卡)采集实时舵面数据，并将所采集的实时舵面数据输出至飞机在回路系统，完成数据闭环。例如，无线倾角传感器可将UDP舵面角度值数据传送到飞机在回路系统用于飞行仿真模型计算。又如，舵面和油门信号仿真器可将LVDT/RVDT信号通过信号接口箱的转换模块转换成舵面控制模拟量信号传送到飞机在回路系统用于飞行仿真模型计算。 [0045] 根据示例性实施例，机载航电设备仿真子系统可接收驾驶舱各系统仿真模型输出的航电信息，为机载设备真件(例如，NAV、GPS、DME、RALT)提供机载设备仿真信号。根据示例性实施例，机载航电设备仿真子系统还接收并处理飞机在回路系统输出的总线信号(例如，飞行仿真信号)，并将飞机在回路系统106提供的参数(例如，大气、惯导、GPS、NAV、DME、RALT的A429信号等)转换成例如以太网信号，并将飞机在回路系统提供的参数返回至驾驶舱模拟子系统进行解算。 [0046] 根据示例性实施例，驾驶舱模拟子系统中的模拟座舱模块针对飞机驾驶舱布置进行功能和设备还原，特别是对高升力操纵器件、指示记录仿真显示软件、油门杆、驾驶杆设备进行仿真，从而为飞行仿真模型提供数据的实时输入，同时为座舱驾驶员提供显示控制界面。 [0047] 根据示例性实施例，显示仿真模块通过从机载航电设备仿真子系统接收飞机在回路系统(例如，飞行仿真模型)输出的参数，为航电试飞仿真验证试验环境提供飞行视景显示。 [0048] 根据示例性实施例，试验管理和自动化测试软件对整个系统进行试验管理和自动化测试。 [0049] 根据本公开的航电试飞仿真验证试验环境具备独立运行飞机仿真系统，完成飞行剖面的功能，包括起飞、巡航、降落；能实现与已开发的飞机在回路系统交联，并提供较真实的航电、飞控活动舵面信号，保障交联状态运行正常；能够提供故障识别、典型试飞科目模拟、自动化测试监控功能。 [0050] 根据示例性实施例，基于缩比飞机模型与模拟驾驶舱的集成化试验平台200中，各子系统之间的接口如下。 [0051] 根据示例性实施例，驾驶舱模拟子系统与主飞控仿真子系统之间的接口可将模拟座舱模块的飞行操纵器件动作形成的舵面角度信号发送到缩比飞机模型，用于驱动舵面伺服电机。 [0052] 根据示例性实施例，驾驶舱模拟子系统与主飞控仿真子系统之间接口还可将模拟座舱模块的飞行操纵器件动作形成的舵面角度信号发送到舵面和油门仿真器(例如，其中的LVDT/RVDT信号转换模块)，用于形成与真实飞机飞控活动舵面信号一致的舵面控制信号。 [0053] 根据示例性实施例，驾驶舱模拟子系统与机载航电设备仿真子系统之间的接口可将驾驶舱模拟子系统提供的航电设备真件激励所需的源数据(导航系统仿真模型发送到机载航电设备工作环境模型)提供给机载航电设备仿真子系统中的机载航电设备工作环境模块。 [0054] 根据示例性实施例，驾驶舱模拟子系统接收航电信号接收仿真模块转换的机载航电设备(包括真件设备和仿真模型)发出的数据(例如，ARINC429总线信号转UDP数据)。根据示例性实施例，该数据可以从机载航电设备仿真子系统中的航电信号接收仿真模型发送到驾驶舱模拟子系统中的导航仿真模型。 [0055] 根据示例性实施例，主飞控仿真子系统与飞机在回路系统之间接口可将主飞控仿真子系统中的无线倾角传感器发出的UDP舵面角度值数据传输到飞机在回路系统用于飞行仿真模型计算。 [0056] 根据示例性实施例，主飞控仿真子系统与飞机在回路系统之间接口还可将舵面和油门仿真器(例如，其中的LVDT/RVDT信号转换模块)发出的舵面控制模拟量信号传送到飞机在回路系统用于飞行仿真模型计算。 [0057] 根据示例性实施例，机载航电设备仿真子系统与飞机在回路系统之间接口可将飞机在回路系统提供的射频激励信号传送至机载航电设备仿真子系统子系统(例如，机载航电设备仿真子系统子系统中的航电设备真件)。 [0058] 根据示例性实施例，机载航电设备仿真子系统中的例如大气数据系统、航姿/惯导系统、以及全球定位系统模型等中的一者或多者或其任何组合可通过机载航电设备仿真子系统与飞机在回路系统之间的接口将机载航电设备真件真实的ARINC429信号传送到飞机在回路系统(例如，飞机在回路系统飞行仿真模型)，使飞机在回路系统可对上述信号进行抽引注入。 [0059] 根据示例性实施例，机载航电设备仿真子系统中的航电信号接收仿真模型可通过机载航电设备仿真子系统与飞机在回路系统之间接口接收飞机在回路系统端口箱输出的抽引注入处理后的ARINC429总线信号(飞机在回路系统飞行仿真模型发送到航电信号接收仿真模型)。 [0060] 本公开通过构建含模拟驾驶舱、飞机舵面缩比实物模拟、部分航电真件的集成验证平台，实现对飞机在回路试验系统的开发、测试和验证。 [0061] 本公开基于缩比飞机的飞控试验环境，采用极小成本投入，实现了从驾驶操纵到舵面偏度的响应模拟，不采用机载飞控真件，不受机载系统构型约束，可以自由设置各种舵面偏度故障。 [0062] 同时，本公开采用了部分航电设备真件，可实现将飞行仿真的运算结果通过机载航电设备处理后反馈驾驶舱，构建了飞控、导航、显示等机载系统交联环境，可以支持飞机在回路试验系统的闭环测试。 [0063] 通过这种改进，开发了基于缩比飞机模型、模拟驾驶舱、部分航电真件的集成化试验平台，利用该平台完成了无线倾角传感器测试试验、分布式导航激励器测试试验、飞机在回路系统模型优化测试试验、飞机在回路试验方法验证试验等，完成了飞机在回路试验系统的延时补偿、仿真参数误差修正、舵面测量误差修正等，验证了飞机在回路地面综合动态试验方法，提高了飞机在回路试验系统的技术成熟度。 [0064] 另一方面，通过减少利用试飞机开展飞机在回路试验的机上测试次数，并减少租用飞机模拟器进行飞机在回路试验科目方法验证的任务量，显著减少了成本，增加了经济社会效益。 [0065] 下面结合实施例对本公开作进一步描述。以下所述仅为本公开一部分实施例，非全部实施例。 [0066] 根据示例性实施例，以某民机型号为背景，搭建了一套基于缩比飞机模型与模拟驾驶舱的集成化试验平台。平台由驾驶舱模拟子系统(例如，含模拟座舱模块、驾驶舱各系统仿真模块、显示仿真模块和仿真模型交互模块)、主飞控仿真子系统、机载航电设备仿真子系统(例如，含试验管理和自动化测试软件)设备组成。 [0067] 根据示例性实施例，机载航电设备仿真子系统接收驾驶舱各系统仿真模型输出的航电信息，为NAV、GPS、DME、RALT机载设备真件提供机载设备仿真信号，经飞机在回路系统处理，将大气、惯导、GPS、NAV、DME、RALT的A429信号转换成以太网信号，并将参数返回至驾驶舱模拟子系统进行解算。 [0068] 根据示例性实施例，模拟座舱系统针对背景飞机的驾驶舱布置进行功能和设备还原，特别是对高升力操纵器件、指示记录仿真显示软件、油门杆、驾驶杆设备进行仿真，为飞行仿真模型提供数据的实时输入，同时为座舱驾驶员提供显示控制界面。显示仿真模块通过接收飞行仿真模型输出的参数，为航电试飞仿真验证试验环境提供飞行视景显示；试验管理和自动化测试软件对整个系统进行试验管理和自动化测试。 [0069] 根据示例性实施例，航电试飞仿真验证试验环境具备独立运行飞机仿真系统，完成飞行剖面的功能，包括起飞、巡航、降落；能实现与已开发的飞机在回路系统交联，并提供较真实的航电、飞控活动舵面信号，保障交联状态运行正常；能够提供故障识别、典型试飞科目模拟、自动化测试监控功能。 [0070] 根据示例性实施例，驾驶舱模拟子系统通过综合控制软件提供初始化信息设置，并通过数据网络将初始化信息输出至驾驶舱各系统仿真模型模块；驾驶舱各系统仿真模型模块作为驾驶舱模拟子系的核心，接收综合控制软件的初始化信息，接收模拟座舱对飞机模型的操控信息，开展飞行仿真运算，为主飞控仿真子系统提供经驾驶舱模拟子系统本身控制律运算产生的飞控活动舵面信号，为机载航电设备仿真子系统提供机载设备信号，最终接收经主飞控仿真子系统、机载航电设备仿真系统、飞机在回路系统处理的飞控、油门、导航信息，形成完整的联试回路。 [0071] 根据示例性实施例，驾驶舱模拟子系统以仿真件构建驾驶舱仿真环境，实现飞行操作，完成飞行剖面的功能，包括起飞、巡航、降落。系统配备三通道柱幕正投视景系统，飞行控制组件包括驾驶杆、脚蹬、油门杆，提供主要的飞行控制功能，由实物仿真件或触摸屏构成的人机界面提供仪表显示和面板操作功能。具备与飞机较高相似性的控制律，保障主飞控子系统采集的舵面角度与真实飞机舵面响应角度相差在±0.3°以内。系统还包括模拟座舱模块、驾驶舱各系统仿真模型模块、仿真模型交互模块等。 [0072] 根据示例性实施例，主飞控仿真子系统包括缩比飞机模型模块、LVDT/RVDT信号转换模块、通信模块、信号采集控制模块等，能实现与已开发的飞机在回路系统交联，并提供较真实的飞控活动舵面信号，保障交联状态运行正常。为实现驾驶舱模拟子系统与飞机在回路系统的舵面信号传递，设计了两种舵面信号模拟实现方式，具体如下： [0073] 1)一种实现方式是在模型飞机舵面安装倾角传感器，通过操作杆作动控制模型飞机舵面转动，在飞机回路系统接收倾角传感器发出的角度信号。子系统包含一套1：10的缩比飞机模型，缩比模型具有升降舵、副翼、方向舵、襟翼、缝翼、扰流板、水平安定面等主要活动舵面，及其伺服电机和无线倾角传感器，根据驾驶舱各系统仿真模型和控制律处理输出的舵面信号进行相应舵面响应。 [0074] 2)另一种实现方式是通过舵面和油门信号仿真软件接收驾驶舱模拟子系统的舵面控制指令，控制激励LVDT/RVDT信号仿真器输出舵面LVDT/RVDT信号，飞机在回路系统能够采集生成的舵面LVDT/RVDT信号和油门信号用于飞行仿真系统处理。 [0075] 图3示出了根据本公开一方面的主飞控仿真子系统的舵面采集原理的示例性实施方式300的示意图。根据示例性实施例，舵面采用伺服舵机驱动，经传动装置与舵面连接，选用ASME‑MR型磁编码360度大扭矩数字舵机，可实现以下功能： [0076] 1)采用数字端口直读传感器数据，真实回传角度信息。 [0077] 2)具有自行设定原点功能。不在需要先考虑安装位置，只需要在安装后调节舵机上的原点设定旋钮，就可完成原点设定。原点可记忆在舵机内不会丢失。 [0078] 3)真实360度可控范围。 [0079] 图4示出了根据本公开一方面的网络通信模块400的示例性实施方式的电路原理图。根据示例性实施例，通信模块可由LAN8720A网络控制芯片和HY911105ARJ45网络变压器组成。LAN8720A是工业级的PHY芯片，性能稳定可靠。单片机内置的ETH控制器通过LAN8720A网络通信模块，可实现全双工百兆网络通信。 [0080] 图5示出了根据本公开一方面的CAN通信模块500的示例性实施方式的电路原理图。根据示例性实施例，CAN通信模块由MAX3051总线接口芯片、共模电感、ESD防护二极管组成。防护二极管和共模滤波器选用了航空级CAN‑BUS器件，特别适用CAN总线的过压保护和抗干扰。 [0081] 图6示出了根据本公开一方面的仿真设备信号采集控制模块600的示例性实施方式的工作原理图。根据示例性实施例，电源模块可以用多个LDO为主芯片，实现DC24V(DC18～36V宽电压输入)到DC12V/DC5V/DC3.3V降压。电源模块输出电压可以有VCC、DC5V、DC3.3V等多组电压。模块集成防反接电路和自恢复保险，可有效保护用户电路。 [0082] 根据示例性实施例，内部集成信号采集控制模块，信号采集控制模块核心是MCU控制板，根据不同的仿真设备需求，扩展DI采集模块、DO驱动模块、AD采集模块、PWM采集模块、PWM驱动模块等，实现各仿真设备所需的功能。MCU控制板以32位ARMCortex‑M3单片机(STM32F103)做为主控芯片。 [0083] 图7示出了根据本公开一方面的控制软件700的示例性实施方式的示意图。上位机软件例如可采用C语言开发，主要通过UDP方式接收来自仿真计算机的舵面信息，并通过CAN总线与伺服驱动控制板通信，保证实时驱动舵面及起落架作动装置，实现模型舵面角度控制和初始化校准。控制延时小于10ms。 [0084] 图8示出了根据本公开一方面的机载航电设备仿真子系统800的示例性实施方式的示意图。 [0085] 根据示例性实施例，机载航电设备仿真子系统包括航电设备真件模块(甚高频导航(NAV)设备、全球定位系统(GPS)设备、测距器(DME)设备、无线电高度表(RALT)设备)、机载航电设备工作环境模块、信号接口模块、航电信号接收仿真模块、系统控制和软件模块(含试验管理和自动化测试软件模块和系统控制模块)，能实现与已开发的飞机在回路系统交联，并提供较真实的航电信号，保障交联状态运行正常。 [0086] 根据示例性实施例，在驾驶舱模拟子系统、主飞控仿真子系统、机载航电设备仿真系统、飞机在回路系统进行联试时，甚高频导航(NAV)设备、全球定位系统(GPS)设备、测距器(DME)设备、无线电高度表(RALT)设备能正常工作。机载航电设备工作环境模块可支持甚高频导航设备、全球定位系统设备、测距器设备、无线电高度表设备正常工作，为航电设备真件提供电源输入、相应ICD信号、离散量信号和地传输信号。 [0087] 根据示例性实施例，信号接口模块用于机载航电设备真件的激励注入和设备输出ARINC429总线信号转发，包括信号接口箱、信号调理箱、ARINC429测试分析设备。图9示出了根据本公开一方面的信号调理箱900的示例性实施方式的原理图。 [0088] 根据示例性实施例，航电信号接收仿真模块具备接收机载航电设备和飞机在回路系统输出ARINC429总线信号的功能，包括甚高频导航设备、全球定位系统设备、测距器设备、无线电高度表设备、大气数据模型、航姿/惯导系统模型、全球定位系统模型的ARINC429总线信号。 [0090] 本公开构建了飞机在回路试验系统的闭环自测试环境，采用模拟驾驶舱作为测试试验的人机交互接口环境，采用缩比飞机作为高精度舵面偏度的实物模拟，采用部分航电设备真件实现将飞行仿真的运算结果通过机载航电设备处理后反馈驾驶舱，构成了飞控、导航、显示等机载系统交联环境，可支持飞机在回路试验系统形成交联闭环回路，解决了缺少真机作为测试验证环境的系统自测试问题，可支持飞机在回路试验系统的延时测量补偿、仿真误差修正、接口匹配性测试等。 [0091] 本公开提供了基于1:10缩比模型的高精度舵面偏度实物模拟环境，具有升降舵、副翼、方向舵、襟翼、缝翼、扰流板、水平安定面等主要活动舵面及其伺服电机，根据驾驶舱各系统仿真模型和控制律处理输出的舵面信号进行相应舵面偏转控制，同时能输出LVDT/RVDT信号，完成数据闭环。可用于飞机在回路试验系统的舵面偏度测量误差修正、延时测量和补偿等。本公开开发的简易、轻量化的飞控舵面偏度测试验证试验环境，采用极小成本投入，实现了从驾驶操纵到舵面偏度的响应模拟，不采用机载飞控真件，不受机载系统构型约束，可以自由设置各种舵面偏度故障。 [0092] 本公开提供了部分导航真件的机载航电系统试验环境，用于飞机在回路试验系统注入机载航电信号的测试验证。基于甚高频导航(NAV)设备、全球定位系统(GPS)设备、测距器(DME)设备、无线电高度表(RALT)等少量机载设备，构建了无线电导航、显示的主要机载设备接收和注入的总线和激励信号的验证环境，可用于飞机在回路试验系统的导航仿真信号误差修正、延时测量补偿等。 [0093] 通过这些改进，本公开开发了基于缩比飞机模型、模拟驾驶舱、部分航电真件的集成化试验平台，利用该平台完成了无线倾角传感器测试试验、分布式导航激励器测试试验、飞机在回路系统模型优化测试试验、飞机在回路试验方法验证试验等，完成了飞机在回路试验系统的延时补偿、仿真参数误差修正、舵面测量误差修正等，验证了飞机在回路地面综合动态试验方法，提高了飞机在回路试验系统的技术成熟度。 [0094] 另一方面，通过减少利用试飞机开展飞机在回路试验的机上测试次数，并减少租用飞机模拟器进行飞机在回路试验科目方法验证的任务量，显著减少了成本，增加了经济社会效益。 [0095] 结合本公开所描述的各种解说性逻辑块、模块、以及电路可用设计成执行本文描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件(PLD)、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，处理器可以是任何市售的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协同的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。 [0096] 结合本公开描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中实施。软件模块可驻留在本领域所知的任何形式的存储介质中。可使用的存储介质的一些示例包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD‑ROM，等等。软件模块可以包括单条指令、或许多条指令，且可分布在若干不同的代码段上，分布在不同的程序间以及跨多个存储介质分布。存储介质可被耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读写信息。替换地，存储介质可以被整合到处理器。 [0097] 本文中所公开的方法包括用于达成所描述的方法的一个或多个步骤或动作。这些方法步骤和/或动作可以彼此互换而不会脱离权利要求的范围。换言之，除非指定了步骤或动作的特定次序，否则具体步骤和/或动作的次序和/或使用可以改动而不会脱离权利要求的范围。 [0098] 处理器可执行存储在机器可读介质上的软件。处理器可用一个或多个通用和/或专用处理器来实现。示例包括微处理器、微控制器、DSP处理器、以及其他能执行软件的电路系统。软件应当被宽泛地解释成意指指令、数据、或其任何组合，无论是被称作软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言、或其他。作为示例，机器可读介质可包括RAM(随机存取存储器)、闪存、ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦式可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦式可编程只读存储器)、寄存器、磁盘、光盘、硬驱动器、或者任何其他合适的存储介质、或其任何组合。机器可读介质可被实施在计算机程序产品中。该计算机程序产品可以包括包装材料。 [0099] 在硬件实现中，机器可读介质可以是处理系统中与处理器分开的一部分。然而，如本领域技术人员将容易领会的，机器可读介质或其任何部分可在处理系统外部。作为示例，机器可读介质可包括传输线、由数据调制的载波、和/或与无线节点分开的计算机产品，所有这些都可由处理器通过总线接口来访问。替换地或补充地，机器可读介质或其任何部分可被集成到处理器中，诸如高速缓存和/或通用寄存器文件可能就是这种情形。 [0100] 处理系统可以被配置成通用处理系统，该通用处理系统具有一个或多个提供处理器功能性的微处理器、以及提供机器可读介质中的至少一部分的外部存储器，它们都通过外部总线架构与其他支持电路系统链接在一起。替换地，处理系统可以用带有集成在单块芯片中的处理器、总线接口、用户接口(在接入终端情形中)、支持电路系统、和至少一部分机器可读介质的ASIC(专用集成电路)来实现，或者用一个或多个FPGA(现场可编程门阵列)、PLD(可编程逻辑器件)、控制器、状态机、门控逻辑、分立硬件组件、或者任何其他合适的电路系统、或者能执行本公开通篇所描述的各种功能性的电路的任何组合来实现。取决于具体应用和加诸于整体系统上的总设计约束，本领域技术人员将认识到如何最佳地实现关于处理系统所描述的功能性。 [0101] 机器可读介质可以包括数个软件模块。这些软件模块包括当由装置(诸如处理器)执行时使处理系统执行各种功能的指令。这些软件模块可以包括传送模块和接收模块。每个软件模块可以驻留在单个存储设备中或者跨多个存储设备分布。作为示例，当触发事件发生时，可以从硬驱动器中将软件模块加载到RAM中。在软件模块执行期间，处理器可以将一些指令加载到高速缓存中以提高访问速度。可随后将一个或多个高速缓存行加载到通用寄存器文件中以供处理器执行。在以下述及软件模块的功能性时，将理解此类功能性是在处理器执行来自该软件模块的指令时由该处理器来实现的。 [0102] 如果以软件实现，则各功能可作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，这些介质包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，此类计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD‑ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或能用于携带或存储指令或数据结构形式的期望程序代码且能被计算机访问的任何其他介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或无线技术(诸如红外(IR)、无线电、以及微波)从web网站、服务器、或其他远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或无线技术(诸如红外、无线电、以及微波)就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘、和 碟，其中盘(disk)常常磁性地再现数据，而碟(disc)用激光来光学地再现数据。因此，在一些方面，计算机可读介质可以包括非瞬态计算机可读介质(例如，有形介质)。另外，对于其他方面，计算机可读介质可以包括瞬态计算机可读介质(例如，信号)。 上述的组合应当也被包括在计算机可读介质的范围内。 [0103] 因此，某些方面可以包括用于执行本文中给出的操作的计算机程序产品。例如，此类计算机程序产品可以包括其上存储(和/或编码)有指令的计算机可读介质，这些指令能由一个或多个处理器执行以执行本文中所描述的操作。在某些方面，计算机程序产品可包括包装材料。 [0104] 将理解，权利要求并不被限于以上所解说的精确配置和组件。可在以上所描述的方法和装置的布局、操作和细节上做出各种改动、更换和变形而不会脱离权利要求的范围。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈