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當前位置:北京圣達駿業(yè)科技有限公司>>光學圖像>> 綜合試驗飛行仿真系統(tǒng)
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更新時間:2024-11-19 20:52:43瀏覽次數(shù):227次
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1、概述
該設(shè)備用于飛行控制系統(tǒng)地面模擬試驗中,用來解算飛機的動力學方程以及實現(xiàn)與飛行控制系統(tǒng)物理部件的信號交聯(lián),構(gòu)成一個完整的半實物實時仿真試驗環(huán)境。同時飛行仿真系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)采集、存儲、處理能力,以支持仿真試驗的需要。
對于一個復雜、全面的飛行控制系統(tǒng)地面模擬試驗環(huán)境,通常需要多臺實時仿真系統(tǒng)來進行同外部系統(tǒng)接口、交換數(shù)據(jù),并進行大量復雜模型的解算??紤]到實際飛機的規(guī)模和試驗室布局的要求,配備2臺仿真計算機構(gòu)建分布式仿真系統(tǒng),完成相應的I/O 和模型解算,分為主仿真節(jié)點和次仿真節(jié)點。該系統(tǒng)仿真周期能夠達到0.5毫秒,支持分布式實時仿真,主次仿真節(jié)點時鐘統(tǒng)一、同步。
仿真系統(tǒng)采用實時操作系統(tǒng),滿足實時任務對時間的限制和要求。支持各種流行的建模工具如C/C++、Simulink。提供API接口包括I/O接口實時API,用戶可以進行二次開發(fā)。支持用戶自行開發(fā)的板卡和自行編寫驅(qū)動。采用標準體系總線如cPCI,支持擴展新的仿真節(jié)點,支持增加多個實時仿真計算機,且無需更改原有系統(tǒng)。支持擴展新的I/O接口等在I/O接口方面,可以通過增加板卡來擴展I/O。支持通過增加CPU來擴展計算能力。
2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
綜合試驗飛行仿真系統(tǒng)主要由主、次仿真節(jié)點和三臺上位機構(gòu)成。主次節(jié)點主要用來解算飛機的動力學方程以及實現(xiàn)與飛行控制系統(tǒng)物理部件的信號交聯(lián),構(gòu)成一個完整的半實物實時仿真試驗環(huán)境。三臺上位機用來完成飛機動力學模型的設(shè)計以及對仿真試驗的管理工作,其他系統(tǒng)諸如機械位移信號發(fā)生器系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、視景和儀表系統(tǒng)、轉(zhuǎn)臺等作為綜合試驗飛行仿真設(shè)備的配套地面設(shè)備,配合仿真系統(tǒng)完成地面飛行仿真試驗。
系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu),主仿真節(jié)點、次仿真節(jié)點以及轉(zhuǎn)臺等通過反射內(nèi)存實時網(wǎng)絡相連,構(gòu)成強實時仿真回路。視景和儀表系統(tǒng)通過以太網(wǎng)與實時仿真系統(tǒng)連接。
(1)主仿真節(jié)點配置如下:
● CPCI總線機箱:4U 19吋標準上架機箱,14槽;
● CPU板卡:MPC7448 PowerPC 處理器,主頻為1.4 GHz;
● AD: 64路16位并行A/D;
● DA:32路16位并行D/A;
● DIO:32通道數(shù)字隔離輸入,32通道數(shù)字隔離輸出;
● MIL-1553B:2個高速通道,2個雙冗余通道,單功能,收發(fā)器電壓可調(diào);
● ARNIC429:12.5KHz或100KHz速率,8發(fā)8收;
● AFDX:支持2端口獨立使用或2端口互為冗余;硬件實現(xiàn)AFDX協(xié)議棧;提供IRIG-B系統(tǒng)時鐘同步,帶電纜及VxWorks驅(qū)動;
● 反射內(nèi)存實時接口卡;
● 串口卡:4路RS-232/422/485通訊接口,最高支持921.6Kbps波特率。
(2)次仿真節(jié)點配置如下:
● CPCI總線機箱:4U 19吋標準上架機箱,14槽;
● CPU板卡:MPC7448 PowerPC 處理器,主頻為1.4 GHz;
● AD:64路16位并行A/D;
● DA:32路16位并行D/A;
● 反射內(nèi)存實時接口卡;
● 串口卡:4路RS-232/422/485通訊接口。
3、支持軟件
RT-Sim是系統(tǒng)的關(guān)鍵支持軟件,提供了Matlab Simulink建模環(huán)境與分布式實時目標機之間的無縫連接。
RT-Sim仿真管理軟件包在Matlab Simulink建模環(huán)境中集成了Simulink模塊庫、RT-MP分布式仿真組件及VxWorks目標代碼生成組件。利用這些模塊及組件,用戶能夠方便的建立硬件在環(huán)的飛行動力學模型;RT-MP能夠自動進行Simulink模型拆分,并編譯成多處理器目標代碼。
RT-Sim主控軟件支持建立多處理器仿真工程,自動向多個目標機處理器下載代碼,實現(xiàn)多目標機同步啟動與運行,并對實時仿真過程進行監(jiān)視、在線調(diào)參及數(shù)據(jù)記錄。
同時,RT-Sim主控軟件還提供可定制的虛擬儀表生成界面,支持用戶自定義監(jiān)視界面。
4、系統(tǒng)特點
(1)系統(tǒng)構(gòu)成完整的綜合試驗飛行仿真系統(tǒng)的仿真環(huán)境,能夠?qū)︼w行器動力學模型提供設(shè)計、仿真支持,實現(xiàn)對飛控系統(tǒng)的測試與驗證。
(2)系統(tǒng)支持基于模型的設(shè)計方法,支持用戶基于Matlab Simulink進行模型算法設(shè)計,并自動生成多目標機分布式VxWorks實時代碼。能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)學仿真階段到半實物實時仿真階段的平滑過渡。
(3)系統(tǒng)提供圖形化全流程仿真管理支持,包括分布式多處理器代碼自動生成、代碼下載、仿真運行控制、圖形化狀態(tài)監(jiān)視、在線參數(shù)調(diào)節(jié)等功能。
(4)系統(tǒng)支持單節(jié)點仿真和多節(jié)點的分布式仿真兩種模式,并提供RT-Sim軟件方便的支持單節(jié)點、多節(jié)點的試驗管理模式。
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