[發明專利]航空電子系統分布式實時綜合仿真方法

有效

• 申請號: 201410297964.7
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104050332B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 章磊;劉陽;周堯明;李晉;曹勇;熊熠;劉王軍;張喜慶
• 申請（專利權）人: 北京索為高科系統技術有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司11514
• 代理人: 趙永輝

技術領域

本發明屬于航空電子技術領域，涉及航空電子系統的仿真分析，具體涉及一種航空電子系統的分布式實時綜合仿真方法。

背景技術

電子技術和網絡技術的快速發展推動了航空電子系統的升級換代。新一代基于IMA、DIMA架構的綜合航空電子系統體系結構復雜，研制周期短，盡早開展系統設計方案的仿真驗證及迭代顯得尤為重要。在系統研發初期通過仿真發現系統問題，尤其是航空電子系統信號級設計缺陷和不兼容性，能避免在項目后期乃至系統運行期間產生較高的成本和進度延期。但是，現有的航空電子系統仿真方法只能實現靜態、單一學科的仿真，且真實度低，無法滿足航空電子系統實時、動態、復雜環境的仿真需求。例如，授權公告號為CN101989067B的中國專利公開了一種飛行環境仿真系統，其通過信號采集裝置采集飛鳥試驗臺、發動機控制試驗臺和航電系統試驗臺的數據，并用其代替飛行仿真軟件FLSIM中的相應模塊來實現更真實的仿真。但是，該仿真系統只是對商用飛行仿真軟件FLSIM進行了一些簡單的改進，其實質還是采用飛行仿真軟件FLSIM的主要功能模塊進行飛行環境仿真，因此，其只能實現飛行環境的仿真，即，只能實現單一學科的仿真，且無法實現仿真結果的顯示，無法根據需要設置仿真輸入和輸出內容，同時也無法實現分布式和實時、動態仿真，也就無法滿足航空電子系統的綜合仿真需求。

因此，目前亟需建立一種開放的分布式實時綜合仿真方法，實現航空電子系統的實時、動態、多學科、高逼真度的綜合仿真。

發明內容

本發明的目的是解決現有航空電子系統仿真方法的上述問題，實現航空電子系統的實時、動態、多學科、高逼真度的綜合仿真。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：一種航空電子系統分布式實時綜合仿真方法，其包括：在前期設計得到的航空電子系統的設備、端口、邏輯和接口控制文件的基礎上，基于System C用C++定義出激勵模型、設備模型和監控模型的代碼模板，并基于System C用C++定義出仿真內核；在前期設計得到的航空電子系統的接口控制文件、系統架構數據和設備邏輯數據的基礎上，按照已定義好的激勵模型、設備模型和監控模型的代碼模板，生成可仿真的激勵模型、設備模型和監控模型；針對具體仿真需求配置相應的仿真激勵源，并通過仿真激勵源產生仿真需要的激勵信號，同時，激勵模型實時讀取來自仿真激勵源的激勵信號完成信號刷新；通過接口控制文件中描述的信號傳遞關系，把多個設備模型，激勵模型和監控模型的端口連接起來，由仿真內核基于統一時間軸來調度設備模型，激勵模型和監控模型，進行模型之間的信號傳遞，從而實現航空電子系統的仿真；利用仿真監控設備對仿真結果進行實時處理和顯示，以此來達到信號監控的目的。

進一步地，其中，在仿真過程中，通過飛行器外部模型的模型解算，模擬產生飛行器真實運行狀態下的一些相關信號，并使這些相關信號通過仿真內核與設備模型實時發生信號交換，以此保持各個設備模型的信號的實時有效性，使仿真過程中傳遞的信號更加真實。

更進一步地，其中，每個傳遞的信號在仿真內核中都有相應的信號包，在信號傳遞時，各個模型的輸出端口和輸入端口都是與仿真內核中的信號包進行交互；同時，輸出端口每一次的寫入信號包都會有相應時間標記，同樣，輸入端口每一次的讀取信號包也都會有相應時間標記，以此來完成模型間的信號傳遞。

再更進一步地，所述航空電子系統分布式實時綜合仿真方法進一步包括通過仿真內核獲取仿真過程中的信號，并通過飛行視景系統顯示飛行器的飛行視景。

在本發明中，一方面，所述仿真激勵源包括飛行員操作模塊、模擬座艙控制設備和自定義輸入界面，其中，所述飛行員操作模塊用于模擬真實飛行環境下飛行員對飛行器的各種操作，產生操作激勵信號；所述模擬座艙控制設備用于模擬真實飛行器的座艙控制設備，產生座艙控制激勵信號；所述自定義輸入界面為根據仿真需求而定制的圖形化的輸入控件，產生定制的激勵信號。

進一步地，所述仿真監控設備包括信號監控模塊、模擬座艙顯示設備和自定義輸出界面，其中，所述信號監控模塊用于實時監控在仿真過程中發生變化的信號，保存其數據文件，且以波形的形式輸出；所述模擬座艙顯示設備用于顯示模擬飛行器真實運行狀態下航空電子系統的各種座艙顯示設備的輸出信號；所述自定義輸出界面為根據仿真需求而定制的圖形化的輸出控件，顯示定制的輸出信號。

同時，在本發明中，可以采用數據分發服務（DDS）或CORBA軟總線技術實現航空電子系統的各個設備模型之間的信號傳遞。