[發明專利]飛行環境仿真系統

有效

• 申請號: 200910055717.5
• 申請日: 2009-07-30
• 公開（公告）號: CN101989067A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: 許光磊;劉永超;錢首尚;王健;王昕;李視陽;郭曉燕;李震華;汪亞杰
• 申請（專利權）人: 中國商用飛機有限責任公司;中國商用飛機有限責任公司上海飛機設計研究所
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;G01M15/00;G01M99/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 樓仙英

技術領域

本發明涉及計算機仿真領域，尤其涉及一種改進的飛行環境仿真系統。

背景技術

在飛行器的研發過程中，常常需要對飛行器的各個系統進行性能測試，以檢驗其是否能夠滿足設計需要，并且是否具有可靠性和穩定性。出于安全性的考慮，這些測試必須在飛行器試飛之前在地面上完成，而不能在飛行器組裝完成后在空中進行。于是，在這些測試過程中，就需要使用飛行環境仿真系統來對飛行器的飛行環境進行模擬仿真，向待測試的系統提供各種仿真數據，從而即使在試驗室中，也能對飛行器各種設備在各種環境下的工作性能做出測試。

傳統的飛行仿真系統采用純軟件的仿真模式，即所有的仿真數據均來自于計算機的模擬。具體而言，在飛行仿真系統中包括各種飛行環境的子模型，例如飛行器運動模型、發電機模型、自動飛行導航模型等，并且通過這些模型來模擬通用飛行器的飛行環境，從而完成測試。

近年來，也出現了一些針對傳統飛行仿真系統的改進，例如在飛控系統處，接入了真實的飛行員操作裝置以取代傳統的鍵盤、鼠標和觸摸屏。通過接入真實的操作界面，使得測試的效果得到一定改善。

但是，上述飛行仿真系統的缺點仍然是十分明顯的。由于采用內置的通用飛行器的各種飛行環境子模型作為仿真數據的來源，使得這些模擬得到的數據與所針對的特定飛行器的真實數據存在較大的差距，從而仿真效果大打折扣，也給各種系統測試的有效性和可靠性埋下了安全隱患。在后來的試飛或實際使用中，飛行器所產生的真實數據可能遠遠超出了經過測試的安全范圍，由此造成設備失靈。

發明內容

本發明的目的就在于克服上述傳統飛行仿真系統的缺點，從而顯著提高仿真的精確度。為了實現這一目的，本發明提出了在傳統的飛行仿真系統的基礎上，可根據試驗要求，有選擇性地將飛行環境仿真系統與飛行器的真實設備或高精確的模擬設備相聯，并替代飛行環境仿真系統中內置的通用飛行器仿真模型。從而利用真實設備或高精確的模擬設備產生的真實的或非常接近于真實的數據信號來仿真特定的飛行環境，使得仿真得到的飛行環境幾乎和實際使用中的環境完全一致，有效地提高了飛行環境仿真系統的精確度。

為了實現上述目的，本發明提供一種飛行環境仿真系統，其包括：核心解算模塊，用于解算仿真數據；信號采集模塊，其與核心解算模塊電連接，用于采集真實的或仿真的外部設備的數據信號，并將數據信號提供給核心解算模塊，其中，信號采集模塊包括航電系統試驗臺信號采集裝置，用于將航電系統試驗臺的數據參數提供給核心解算模塊；輸入輸出模塊，其與核心解算模塊電連接，用于向核心解算模塊輸入控制指令，并且用于輸出核心解算模塊解算出的仿真數據。此外，信號采集模塊還包括發動機控制試驗臺信號采集裝置和/或鐵鳥試驗臺信號采集裝置，分別用于將發動機控制試驗臺和鐵鳥試驗臺生成的數據提供給核心解算模塊。

通過系統中的信號采集裝置，可以實現飛行環境仿真系統與外部仿真設備的連接，從而有效改善了仿真的效果。

進一步地，飛行環境仿真系統還可以包括模式選擇模塊，其與核心解算模塊、信號采集模塊和輸入輸出模塊分別相連，從而可以在多個模式中進行切換，方便地將核心解算模塊中的子模塊，例如互相并列的飛行器氣動導系數模塊、運動方程模塊和發動機推力模塊等替換為真實的或仿真的外部設備。

其中的一種模式是，航電系統試驗臺信號采集裝置與外部的航電系統試驗臺電連接，并通過航電系統試驗臺向飛行環境仿真系統傳送飛行操作指令。

另一種模式是，航電系統試驗臺信號采集裝置和發動機控制試驗臺信號采集裝置分別與外部的航電系統試驗臺和發動機控制試驗臺電連接，外部的發動機控制試驗臺代替內置的發動機推力模塊計算仿真數據，并通過航電系統試驗臺向飛行環境仿真系統和發動機控制試驗臺傳送操縱指令。

再一種模式是，航電系統試驗臺信號采集裝置、發動機控制試驗臺信號采集裝置和鐵鳥試驗臺信號采集裝置分別與外部的航電系統試驗臺、發動機控制試驗臺和鐵鳥試驗臺電連接，外部的發動機控制試驗臺和鐵鳥試驗臺代替內置的發動機推力模塊以及飛行器氣動導系數模塊和運動方程模塊計算仿真數據，并通過航電系統試驗臺向飛行環境仿真系統、發動機控制試驗臺和鐵鳥試驗臺傳送操縱指令。

進一步地，飛行環境仿真系統還可以包括與核心解算模塊和輸入輸出模塊導航環境數據解算模塊，用于模仿在任何特定經緯度位置的導航臺站信息。

再進一步地，飛行環境仿真系統還可以包括數據傳輸網絡，其中數據傳輸網絡包括數據緩存區和連接上述各模塊的數據線網，用于傳輸仿真數據。